多功能热浸镀模拟试验机的开发

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1、东北大擘博士学位论支摘要根据目前带钢连续热镀锌生产技术发展和研究的需要，本文以自主开发多功能热浸镀模拟试验机为目的展开以下研究：进行试验机机械结构的整体设计；设计开发试样张力装置，真实模拟实际生产过程带钢受力；设计设备的控制系统及液压系统；制造出多功能热浸镀模拟试验机设备样机；完成设备调试、系统运行与改进；利用该设备开展热浸镀锌、连续退火等模拟试验，通过实际使用，取得了较为满意的结果。具体研究内容和主要结论如下：(1)经对模拟设备制造技术的相关文献研究，针对I雪#1-同类设备体积大，试样加热炉固定，各个部件串联布置的不足，将试验机整体结构设计为试样加热炉可自由升降的立

2、式结构，设备主体共分为六大部分：试样升降装置、红外线试样加热炉、张力装置、隔离密封装置、气刀装置及移动式熔化炉。设备整体高度不高于3m，为浸镀试样的装卸与维修提供方便。(2)开发了利用红外线加热的低热惯性加热炉，可对金属薄板试样进行快速加热及模拟连续退火热处理，加热速度0-40"C／s可控，温度范围室温一850℃，加热腔气氛可控，可进行真空加热和保护气氛加热。采用红外线加热管和冷却气管来进行控制加热和控制冷却。设计了独特的液压张力装置，能够模拟实际生产过程对加热、连续退火和热浸镀的试件施加张力。张力大小可以根据工况的需要可调，调整范围0-?MPa。(3)采用PLC编程

3、控制红外线加热炉的快速加热、保温及快速冷却，控制策略采用新型PID控制．基于单神经元的自适应PID控制。从而使被加热的试样能实现温度升降的控制，升降时间、速度可精确调控。(4)在热浸镀模拟试验机的设计中，运动机构主要采用液压系统来完成，其中采用差动回路实现液压缸快进快退，减少能量消耗，提高系统效率：采用比例减压阀连续控制加载在试样上的张力；回路采用双向分流集流阀，保证两只液压缸动作的同步。(5)设计有气氛系统，为试样加热炉和镀层金属熔化炉提供气体保护，并为气刀提供高压气源；设计有真空回路，使试样能够在真空环境下进行热处理，为下一步热浸镀提供条件。(6)利用此设备开展了

4、低碳钢板热浸镀锌模拟试验、高强度Ⅲ钢板连续退火模拟试验，研究了镀层厚度与试样提升速度的关系及连续退火工艺对高强度Ⅲ钢(Am340)机械性能的影响，结果表明：此设备满足上述物理模拟实验研究的功能要求。东北大学博士学位论文摘要以上研制内容与开发的设备已获得两项国家实用新型专利。关键词：热浸镀锌，模拟试验机，连续退火，红外线加热，控制冷却，气氛控制，机械设计，液压系统IIPhDDissertationofNortheasternUniversityAbstractDevelopmentofMulti-·functionHot-·dipGalvanizingSimulator

5、ABSTRACTBasedonstudiesoncurrentprocessdevelopmentsofhot-dipgalvanizingofsheetsteel，thispaperstartsresearchworkaimingatindependentlydevelopingmulti．．functionhot．．dipgalvanizingsimulatOLIthasfinishedthefollowings：firsttheintegraldesignofmachineandequipment，secondthedesignoftensionequipmen

6、twhichfactuallysimulatethespottensilesheetsteel，thirdthedesignofcontrolsystemandhydraulicsystem，andfabricatedtheNo．1galvanizingsimulator,thenextfinishedtheequipmentdebugging，systemrunningandimprovementandexecutedsomeexperimentsbyusingthissimulatorincludingcontinuousannealingandhot．dipga

7、lvanizing，Thebetterresultshavebeenobtainedbyusingthesimulatorpractically．Themainworksandresultsareasfoliowing：(1)Itwasconfirmedtodevelopthemulti．functionhot．diDgalvanizingsimulatorbecauseoftheflourishphysicalsimulationtechnologiesinmaterialprocessfield·Byanalysisofthemanufactur