旋流数对铝熔炼炉熔炼过程的影响

针对现有的圆形铝熔炼炉,结合铝熔炼炉熔炼过程的特点,在铝熔炼炉热平衡测试的基础上,建立了合理的铝熔炼炉数学模型,并运用计算流体力学软件FLUENT实现燃烧空间和熔池的耦合物理场的数值模拟。同时分析了不同旋流数对铝熔炼炉熔炼过程的影响,依据提出的优化准则,确实旋流数大于0.6时能够获得最佳的熔炼性能。     

Development and implementation of a NURBS interpolator with smooth feedrate scheduling for CNC machine tools

Parametric interpolation for Non-Uniform Rational B-Spline (NURBS) curve has become more important than ever before in the control of CNC machine tools. An effective NURBS interpolator not only can obtain accurate contour trajectories, but also have smooth dynamics performance. This paper proposes a numerically efficient NURBS interpolation scheme which consists of two stages namely preprocessing and interpolating. In the stage of pre-processing, the parameter interval is split into several blocks at breakpoints and an iterative numerical quadrature method is applied for each block. By means of the iterative quadrature method, the initial parameter intervals of each block are divided into several subintervals according to the arc length approximation error. Meanwhile, the curvature of each knot and the cubic polynomial coefficients of each subinterval are obtained. Then the critical points with large curvature of each block are found from the candidate points and the tolerated speed of each critical point is calculated according to the constraints of chord error and centripetal acceleration. Hence, the feedrate scheduling based on the S-shaped acceleration profile for each block can be preplanned via the approximate arc length of each subinterval, the tolerated speed of each critical point and kinematics characteristics such as acceleration/deceleration and jerk limits of the machine tools. In the stage of interpolating, the parameter of the next interpolation point can be calculated directly using the cumulative arc length and the cubic polynomial coefficients of each subinterval. Finally, a series of numerical simulations and real machining experiments are conducted, and the simulation and experimental results have showed the good performance of the proposed NURBS interpolator both in efficiency and accuracy.     

蓄热式铝熔炼炉熔炼过程的数值模拟

为了更好地研究和优化铝熔炼炉的性能,针对现有的蓄热式圆形铝熔炼炉,在建立合理的铝熔炼炉基本模型的基础上,通过耦合用户自定义熔化模型和氧化烧损模型,运用计算流体力学软件FLUENT实现燃烧空间和熔池的耦合物理场的数值模拟。着重研究不同固液区和不同孔隙率对铝及铝合金熔炼过程的影响。结果表明,该模型较好地反映铝熔炼炉的熔炼现象,可运用该模型进行铝熔炼炉熔炼过程工艺参数的优化研究。同时获得了固液区和孔隙率对熔炼参数影响规律:铝液温度在固液区上升缓慢,而离开固液相线时,铝液温度上升速度加快,炉膛温度和氧化层质量随着熔炼时间分别呈周期性增加和呈抛物线增加;随着氧化层厚度的增加,铝液温度随着孔隙率的增加而增加变得缓慢。     

D114缸体缸盖铸件冶金质量分析及控制

对D114柴油机缸体、缸盖铸件冶金质量进行了分析。采用合理的熔炼工艺、选择合适的碳当量及孕育方法是提高冶金质量的先决条件。为减少微量元素对铸件质量的不利影响应用加强对炉料的控制。采用冲天炉感应炉双联熔炼能提高孕育效果。加入少量锡能有效地稳定缸盖的珠光体。     

A356.2铝合金熔炼过程中锶烧损的研究

对A356.2铝合金锭、熔炼炉中熔体、浇包中熔体以及低压铸造机保温炉中熔体的锶含量进行了对比分析,研究了锶元素在A356.2铝合金熔炼过程中的烧损情况。结果表明,A356.2铝合金中锶在熔炼过程中烧损程度较大,在低压铸造机保温炉中的烧损比熔炼过程中的锶烧损要少,为达到工艺要求可在精炼除气前添加铝-锶合金来调整锶含量。     

田口方法在优化铝熔炼炉工艺参数中的应用

为提升铝熔炼炉热效率、降低污染物排放和提高熔体质量,根据影响熔炼性能的特性要因,运用正交表安排数值模拟方案,通过田口方法进行铝熔炼炉的工艺参数优化,得到最优的铝熔炼炉工艺参数组合,并对最优参数进行验证,结果表明达到了节源减排的目的.     

板材类焊接件磨削压力自适应工艺研究

为提高板材类焊接件的磨削效率,使砂带磨床对焊缝进行单次磨削后,获得较好的磨后表面质量且焊缝剩余高度低于0.1 mm,提出了一种板材类焊接件的磨削压力自适应工艺方法.该方法以激光位移传感器检测的焊缝表面三维形貌数据为基础,使用牛顿差值和微积分对检测数据进行曲线拟合并进行截面面积计算,根据所求面积和焊缝长度方向的单次检测步...     

快走丝线切割加工铝及合金的工艺分析

由于铝的熔化热和汽化热低,当使用快走丝线切割机加工铝合金时,易产生熔化反应,加工表面粗糙,产生的电蚀物粘附在钼丝上,使导电块早期磨损,并在钼丝与工件间产生非正常火花放电,在导电块表面上切割出细沟槽,引起夹丝、断丝现象。通过改进切割工艺及试验,得到了提高加工稳定性及切割面质量的措施和方法。     

烧嘴对蓄热式铝熔炼炉熔炼过程的影晌

结合蓄热式铝熔炼炉熔炼过程的特点,运用FLUENTUDF和FLUENTScheme混合编程,耦合用户自定义熔化模型和燃烧器换向及燃烧量变化模型,实现了蓄热式铝熔炼炉熔炼过程的数值模拟。依据优化原则,获得了熔炼时间随影响因子的变化规律：熔炼时间随着旋流数、燃烧器倾角、空气预热温度或天然气流量的增加而缩短;熔炼时间随着燃烧器间水平夹角或空燃比的延长,先减小而后增加：熔炼时间随着燃烧器高度的增加而延长。     

熔炼铝合金中频无芯感应电炉炉体结构的改进

采用中频无芯感应电炉熔炼铝合金,在熔炼后期,因为感应涡流对铝液的搅拌,致使铝液产生较大的驼峰现象,吸气倾向剧增,导致铝液含气量过高,在铝液完成精炼除气后,铝液中的气体仍然难以彻底去除,从而使生产的铸件产生大量针孔.本研究对中频无芯感应电炉熔炼铝合金的过程进行了较为深刻的分析,阐述了熔炼过程中感应涡流对铝液的搅拌是铝合金中形成针孔的主要原因,以及通过筑炉,调整坩埚位置高度,有效地克服驼峰现象,降低铝液吸气倾向的方法.     

样条插值法在轮对压装曲线处理中的应用

为了使压装曲线能够准确反映轮对压装过程中的各阶段压力位移关系,对压装数据的采集以及处理方法进行了研究。指出了目前采用的移动平均法存在的缺陷,并提出了通过插值法来实现曲线平滑的观点。基于铁路标准和样条插值原理,采用三次样条插值方法对轮对压装曲线进行处理,实现了压装曲线的平滑性要求及其在压装曲线数据处理中的应用。通过VC++与MATLAB混合编程仿真,对比分析了三次样条插值法处理前后的压装曲线偏差,验证了三次样条插值方法在轮对压装曲线处理中应用的可行性和有效性。     

铝熔炼炉燃烧器水平夹角的优化模拟

为提升铝熔炼炉热效率、降低污染物排放和提高熔体质量,在对某厂蓄热式铝熔炼炉热平衡测试的基础上,建立合理的铝熔炼炉模型,提出了优化准则。运用计算流体力学软件Fluent对铝熔炼炉燃烧器不同水平夹角下铝液和炉膛的耦合物理场进行了仿真优化。经过对不同燃烧器水平夹角下的优化分析,结果表明,燃烧器水平夹角为90°时,铝熔炼炉能获得最佳的熔炼性能。     

基于遗传算法的机器人轨迹插值方法的研究

为了降低工业机器人在运动过程中关节的最大加速度,提升运动的平稳性。通过对机器人运动学分析,求出起始和终止关节角度,分别采用三次多项式和高阶多项式插值算法进行运动插值。分析两种方法的特点,提出一种新型多项式插值方法为三段多项式“414”插值算法。根据运动过程加速度连续且最小原则,采用遗传算法给出最优的两个时间节点。通过MATLAB进行仿真实验证明了“414”多项式插值方法能够使关节加速度变化更加平稳,解决了三次多项式插值算法不能约束加速度和五次多项式插值算法加速度过大的问题,降低了传动机构的冲击。     

熔铝炉用蓄热式烧嘴

简要介绍了熔铝炉用蓄热式烧嘴技术的原理，熔铝炉采用该技术可使炉子热效率提高到50％左右，可实现烟气余热的最大回收，较好地解决了高温烟气余热回收中粉尘附着和侵蚀的技术难题；还结合生产实践对熔铝炉采用蓄热式烧嘴时应注意的一些问题，常见的故障及处理方法进行了讨论。     

铝灰处理工艺研究

铝熔炼过程中产生的铝灰含铝量大约在45%-50%,有很高的利用价值。通过实验证明了通过铝灰热处理、球磨、中频炉熔炼等工艺,可回收铝灰中大部分金属铝,并将低含铝量的铝灰做成电解铝用阳极钢爪保护环,使铝灰循环利用,充分开发了铝灰的价值,减少了铝灰对环境的污染,并收到了较好的经济效益。     

红外热波检测中热像信号重建引起的伪缺陷现象

在脉冲热激励红外热波检测中,热像信号重建技术（TSR）常用来分析和处理试验结果。该方法的特色是可以增加热像序列的空间和时间分辨率,提高信噪比,减少数据量。同时,该方法还能消除某些伪缺陷的干扰,比如脉冲闪光灯和热像仪镜头的反射所带来的伪缺陷。但是TSR是基于对温度变化曲线进行多项式曲线拟合的,而多项式曲线拟合中,拟合阶数和数据长度对拟合结果影响较大,在某些情况下可能会产生伪缺陷。阐述了热波数据重建技术原理,并以试件表面处于热不平衡状态和表面不均匀进行试验的结果来分析由于数据重建技术所产生的伪缺陷。     

激光焊熔池图像三维形态恢复算法分析

利用熔池图像表面的明暗变化恢复熔池表面三维形态,分析熔高和熔宽等特征与焊接质量的关系.试验装置采用红外激光辅助光源和带有近红外窄带滤波组合系统的高速影像设备实时捕捉熔池动态图像,并根据统计学估计光源位置参数,采用基于单幅熔池灰度图像的明暗恢复形状技术(shape from shading,SFS)中的局部分析算法来恢复熔池三维表面形态,并通过中值滤波和三次样条插值对三维重建后熔池形状进行去噪和平滑处理.结果表明,所采用的方法能有效地恢复熔池表面信息,为大功率盘形激光焊接过程中根据熔池二维图像预测焊缝成形提供了一种方法.     

Numerical simulation of a secondary aluminum melting furnace heated by a plasma torch

Tests carried out in an experimental prototype of crucible melting furnace heated by a plasma torch are numerically simulated with a commercial CFD code, in order to calculate melting time, heat losses and temperature distributions in the aluminum load and refractory parts. The objective is to develop a calculating tool to assist in the design and scaling-up of industrial furnaces. Models used are 2D axisymmetric and take into account heat conduction in solid parts, convection in air and molten aluminum, interactions between gas–liquid–solid zones and radiation heat transfer. Fusion of solid aluminum is modeled with the enthalpy method. The simulation is able to predict temperatures and melting times at a reasonable computational expense. Several calculation strategies are tested concerning their computational economy and their accuracy in computing different key parameters. Results show that interactions gas–liquid–solid have an important effect. Firstly, a proper account of heat transfer and losses requires solving the conjugated problem comprising refractory walls and heated load. Secondly, thermal interaction with air cavities seems to determine the convective movement of the molten load and therefore inner-load temperature patterns and their time evolution. Nevertheless, this comprehensive simulation consumes 3.6 times the computational resources of a simplified model, where the momentum equations are not solved for the air cavity and overall furnace parameters are still reasonably predicted (e.g., with an error in fusion time less than 7.3%).     

短流程铸造锡粒技术研究

采用锡锭预热后经输送辊进入熔化炉，锡锭熔化后，采取连通管从熔化炉底部和锡液保温炉连通渗流，使熔化炉内的液面比保温炉内的液面高100～200mm，用连通管以保温炉底部取液方式与造粒炉相连，使保温炉内的液面比造粒炉内的液面高30～50mm等工艺措施，制备出表面光洁、圆整、致密、颗粒均匀、无污染的金属锡粒，并在电镀锡钢板生产中获得了良好的应用。     

图像处理技术的钢水熔炼终点识别及控制

结合企业实际生产条件，对用中频熔炼炉熔炼过程中测温和扒渣方法进行了改进。用数字图像处理技术对熔炼过程中钢水液面的图像进行分析处理，来检测钢水的温度以及表面是否存在钢渣，自动控制机械手扒渣以及自动控制中频炉的输入功率来达到钢水的升温和保温，最终判断熔炼过程的终点。该系统的应用使得熔炼过程的自动化程度大大提高。