镁合金具有比重小、比强度高等优秀性能,被广泛应用于机动车、信息产业和航天航空等领域。随着镁合金应用的增加,其熔炼、压铸等关键生产设备的研发也逐渐受到重视。目前只有少数发达国家具有成熟的设备生产技术。虽然国内有研究机构和企业实现了镁合金熔炉的设计制造,但是研究深度和产品性能与国外水平仍然存在明显差距,因此对镁合金熔炉进行研究开发具有十分重要的意义。浙江省科技厅计划项目“镁合金绿色再熔技术及熔化保温定量喂料炉研究与开发”基于此背景提出。本文基于可维护性的设计要求,运用模块化设计方法研制了辐射管式镁合金熔化炉系统,并对熔炉进行了传热分析,进而设计了相应的温控策略。通过对镁合金熔炉的功能模块分析,基于可维护性和可靠性的设计要求,对熔炉的加热模块、保温模块进行设计选型,应用有限元法设计了炉架模块。结合安全生产的要求,进而开发了保护气体模块和漏镁保护模块。设计制造的熔炉样机是传热特性研究的平台和对象。结合熔炼工艺,通过实验方法的研究建立了镁合金熔炉的稳态和瞬态传热模型。研究确定了:稳态下炉膛温度与熔体温度、输入功率与熔体温度的关系;不同投料质量对熔体温度的影响,最大投料质量及熔化率;升温阶段及保温阶段的系统纯滞后时间。根据熔炉的温控要求和传热研究的结论,运用计算机仿真和实验验证对比分析了两种不同温控策略的控制效果,确定了相应的温控策略。本文设计的辐射管式镁合金熔化炉系统具有可维护性好,可靠性高,温控效果理想等特点。实验结果表明样机的性能达到了项目要求的设计目标。