孙晓思，崔小朝，林金保

(太原科技大学应用科学学院，太原030024)

金属镁作为“21世纪的绿色工程材料”[1-2]，发展至今已有203年的历史。镁及镁合金以其轻质，比强度高、比刚度高、导热性优良、电磁屏蔽性好、抗震、阻尼性好、耐凹陷性好、节能环保，尺寸稳定性高、耐腐蚀以及强大的储氢优势等优良特性[3-5]被广泛应用于汽车工业、3C产业、航空航天领域、冶金业、化学化工领域、现代兵器工业、核工业以及其他日常消费品领域中[6-7]。

金属镁的制备方法主要分为电解法和热还原法。在我国，热还原法中的皮江法占据主导地位。然而皮江法炼镁仍存在很多缺陷，例如还原阶段热损失以及能耗比较大、污染环境等。因此研究皮江法还原阶段球团的升温过程进而分析影响球团升温的各种因素，对优化炼镁工艺具有重要意义。以往关于皮江法升温过程的研究主要集中在借助PDTD有限差分方法实现对球团温度场的数值模拟，例如夏德宏[8]等在2005年对金属镁皮江法还原工艺进行的热过程模拟。从以往研究中不难发现，PDTD法过程繁琐，需要对升温过程中的诸多因素理想化处理，客观上导致了模拟结果的误差性。本文借助于Matlab数值分析软件以及MSC.Marc有限元分析软件，得到皮江法炼镁的还原阶段球团的升温过程的解析解和数值解，减少了繁冗的分析过程，通过与实际生产数值的对比，验证了其结果的可靠性。

1 数值模拟方法描述

1.1 炼镁原料热物性参数

根据实际生产核桃状球……