高效模块化镁合金碎屑回收感应熔炼炉研发

摘要

从上世纪90年代以来，国际上主要金属的发展趋势表明，金属镁以每年大于20％的速度连续保持快速增长。镁合金良好的回收性使其具有很大发展潜力。近几年国际上已经形成镁合金加工和应用需求市场，具有市场容量大、层次多的特点，而镁合金的应用与发展依赖于金属镁的生产。我国虽然已成为世界镁工业及镁市场重要组成部分，但是我国镁及镁合金产品研发滞后，消耗量也落后于欧洲、美国和日本等发达国家。目前镁合金的回收再生利用越来越受国内、外的关注，许多国家都在致力于开发镁合金再生技术，并用于生产。借鉴国外先进技术，开发镁合金废料回收设备和回收技术具有重要的意义。
　　因此本文响应市场需求，旨在研发出高效模块化镁合金碎屑回收感应熔炼炉，其整个装置采用高热流密度的中频感应电源、导磁坩埚，采用绞线感应器及风冷技术，并且使感应炉和坩埚分体，模块化组合，便于安装和维护，便于批量生产。在总结前人经验和已有研究成果的基础上，进行了以下设计和研究:
　　1.研发和设计并制作出40kg熔化镁合金、铝合金碎屑回收感应熔炼炉。
　　2.通过感应熔炼炉的热工计算选用冷却风机，并对绞线使用温度进行校核。
　　3.采用A356铝合金做模拟介质进行了感应熔化炉定性、定量实验，探究了提高感应熔炼炉热效率，减少电耗，从而缩短熔炼时间的方法。
　　4.在总结实验经验的基础上改进了实验设备的出料装置，重新设计了螺杆泵。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．2 镁合金废料回收方式

1．3 镁合金废料回收工艺和方法

1．4 本课题研究方向及内容

第2章 感应熔炼炉简介

2．1 感应加热设备的发展概况

2．2 感应加热的物理基础

2．2．1 感应加热

2．2．2 交流电的三大效应

2．3 本次研发需要设计的主要内容

第3章 感应熔炼炉研发设计说明书

3．1 设计题目

3．1．1 设计任务

3．1．2 已知条件

3．2 设计计算步骤

3．2．1 确定坩埚的尺寸

3．2．2 确定感应器的尺寸

3．2．3 确定炉子热功率

3．2．4 感应器——炉料系统的电参数计算

3．3 风机选型

3．4 感应熔炼炉热平衡和热校核

3．5 感应熔炼炉设计的装置图

第4章 散热损失及绞线温度的校核计算

4．1 已知条件

4．2 计算各层的导热热阻

4．3 计算对流热阻和辐射热阻

4．3．1 第一种情况

4．3．2 第二种情况

第5章 感应熔炼炉熔化实验

5．1 实验目的

5．2 实验器材

5．3 实验装置图

5．4 实验准备工作

5．4．1 熔化炉的准备

5．4．2 炉料的准备

5．4．3 精炼方法的选取和装置的准备

5．4．4 测量元件的准备

5．5 实验内容和操作步骤

5．5．1 准备工作和设备启动

5．5．2 实验操作步骤

5．5．3 实验数据分析

5．5．4 数据分析方法

5．5．5 实验数据处理结果

5．6 实验结论

第6章 螺杆泵设计说明书

6．1 设计背景

6．2 设计任务

6．3 螺杆泵原理

6．4 已知条件

6．5 设计计算步骤

6．5．1 螺杆泵尺寸的确定

6．5．2 螺杆泵运行参数的确定

6．5．3 电动机的选择

第7章 结论

参考文献

致谢

附表