筑炉材料设备之热处理电阻炉PPT(29张)
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热处理炉第四章热处理电阻炉概述PPT演示文稿
电热元件
炉子的发热体，使电能 转化为热能，加热工件。
辅助装置 机械传动系统，炉子操 作参数测量及控制系统，
可控气氛供应和控制系统
或真空系统等等。
5
二、通用性周期作业热处理炉 1、箱式电阻加热炉
RX3系列950℃箱式电阻炉
6
1.6
第四章 热处理电阻炉概述
二、通用性周期作业热处理炉
1、箱式电阻加热炉
技术改造：采用轻质砖和耐火纤维作炉衬以减少炉子 的散热损失和蓄热量；加强炉子密封，通入保护气氛， 实现无氧化加热。
1.10
10
高 温 箱 式 电 阻 炉
高温箱式电阻炉
1-炉门；2-观察孔；3-变压器；
4-碳化硅棒；5-炉衬；6-炉壳；7-热电偶孔
11
高温箱式电阻炉：结构与中温箱式电阻炉相似，炉 墙内侧多了一层高铝重质耐火砖；由于炉温高，所以应 增加炉衬厚度，炉门壁厚。炉底多用碳化硅或重质高铝 砖制成。
29
罩式炉
30
1.30
五、处理小尺寸工件的周期作业炉
滚筒式炉 翻转炉底板式炉
小尺第寸四零章件装热筐加处热理时电常会阻堆炉积概在一述起，影响加热速度
和温度均匀性，这类炉子应能将工件分散布置在炉底上加 热，或在加热过程中使工件不断翻转运动。
滚筒式炉：小尺寸（如 轴肖，链片等）渗碳、 淬火和正火等。
滚筒式炉
5－台车驱动装置；6－台车；7－炉门；8－炉门升降机构
1.26
26
RX3系列台车式电阻炉
27
1.27
第四章 热处理电阻炉概升述降底式炉
炉体架空固定在支架上， 炉口向下和炉底可升降的 炉子。炉底在地面装料后 上升，将工件送入炉膛并 封闭炉口。
热处理设备热处理电阻炉PPT演示课件
出料，生产能 力低.
应用：小规模生产. 炉型：箱式、井式、
台车式. 1.箱式电阻炉
5
概述之周期作业式电阻炉
A结构：角钢框架、薄
钢板为壳、焊接结构
B作用：适合中小件的
退火、正火、淬火、 回火、固体渗碳
C缺点：升温慢、温
度不均、工件易氧化、 脱碳，操作不便
6
概述之周期作业式电阻炉
D产品序号：有RX、RX2、RX3系列，其中RX2
炉膛高度的确定
经验法：一般来说H/B =0.52~0.9之间，多在0.8 左右。小炉子比值大些，大炉子比值小些。
23
炉型的选择和炉体尺寸的确定
砌体及外形尺寸的确定应考虑的问题
砌体包括炉墙、炉顶及炉底，通常都由耐火材料 和隔热材料砌筑
砌体的厚度应符合耐火砖的尺寸要求，砌体要保 证一定强度
为节能和提高升温速度，在符合耐火、保温和机 械强度的要求，应尽量采用轻质耐火材料
低温炉（﹤650℃）
3
概述
空气介质炉 （2）按炉膛介质 控制气氛炉
液体介质炉（浴炉） （3）按炉膛形状：箱式、井式、罩式、直通式 （4）按专业程度：通用和专用 （5）按用途：退火、正火、淬火、回火、渗碳等 （6）按作业规程：周期、连续、半连续
4
概述之周期作业式电阻炉
一、周期作业式电阻炉 特点：周期地分批处理工件，加热过程中不进行装
1000~1300℃高温炉，用三层炉衬，分别为高铝砖、 轻质粘土砖与保温粉料。
在保温层与炉壳之间还有一层厚度为5~10mm的石 棉板。
25
炉型的选择和炉体尺寸的确定
炉顶的砌筑
分类：平顶、拱顶和悬挂顶
选用原则： ＜0.4~0.6m
平顶
应用：小规模生产. 炉型：箱式、井式、
台车式. 1.箱式电阻炉
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概述之周期作业式电阻炉
A结构：角钢框架、薄
钢板为壳、焊接结构
B作用：适合中小件的
退火、正火、淬火、 回火、固体渗碳
C缺点：升温慢、温
度不均、工件易氧化、 脱碳，操作不便
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概述之周期作业式电阻炉
D产品序号：有RX、RX2、RX3系列，其中RX2
炉膛高度的确定
经验法：一般来说H/B =0.52~0.9之间，多在0.8 左右。小炉子比值大些，大炉子比值小些。
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炉型的选择和炉体尺寸的确定
砌体及外形尺寸的确定应考虑的问题
砌体包括炉墙、炉顶及炉底，通常都由耐火材料 和隔热材料砌筑
砌体的厚度应符合耐火砖的尺寸要求，砌体要保 证一定强度
为节能和提高升温速度，在符合耐火、保温和机 械强度的要求，应尽量采用轻质耐火材料
低温炉（﹤650℃）
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概述
空气介质炉 （2）按炉膛介质 控制气氛炉
液体介质炉（浴炉） （3）按炉膛形状：箱式、井式、罩式、直通式 （4）按专业程度：通用和专用 （5）按用途：退火、正火、淬火、回火、渗碳等 （6）按作业规程：周期、连续、半连续
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概述之周期作业式电阻炉
一、周期作业式电阻炉 特点：周期地分批处理工件，加热过程中不进行装
1000~1300℃高温炉，用三层炉衬，分别为高铝砖、 轻质粘土砖与保温粉料。
在保温层与炉壳之间还有一层厚度为5~10mm的石 棉板。
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炉型的选择和炉体尺寸的确定
炉顶的砌筑
分类：平顶、拱顶和悬挂顶
选用原则： ＜0.4~0.6m
平顶
筑炉材料设备之热处理电阻炉
好的耐高温和保温能力，有的还要求不与电热 元件发生化学作用。这就要求筑炉材料具有相 应的耐火度和高温强度，较小的密度和热导率 以及较高的化学稳定性。
材料工程学院 金属材料系
耐火材料
▪ 热处理炉对耐火材料性能的要求
• 耐火度 耐火度是耐火材料抵抗高温作用 的性能，指的是耐火材料受热后软化到 一定程度时的温度。
▪ 高温体积稳定性
• 高温体积稳定性是指耐火制品在高温下使用时，由于相的成分发生变化、发 生再结晶或进一步烧结等所产生的不可逆残余膨胀或收缩，通常以热膨胀系 数和重烧线收缩率来表示。在一般情况下，要求各种耐火制品的残余胀缩不 超过0.5％~1.0％。粘土砖和高铝砖的重烧线收缩率为0.5％（1350℃），硅 砖的重烧线收缩率为-0.8％。
内衬砌砖。又常作电热元件搁砖和套管等。
材料工程学院 金属材料系
耐火材料
▪ 碳化硅制品
• 这类制品有高的耐火度（>2000C）和较高的热导率， 常用作穿入电热元件的马弗罐、高温炉的炉底板和导轨 。因其黑度较大（0.92）；又常用作远红外加热板或用 其粉末配制远红外涂料。
▪ 耐火混凝土
• 系由骨料（高铝砖土熟料或粘土砖细块）和胶粘剂混合 而成，常用来制造电极浴炉的坩埚等炉衬预制构件。
▪ 膨胀珍珠岩
• 是一种由酸性的火由玻璃质珍珠岩结构的熔岩，经破碎后在高温下焙
烧膨胀而成，呈白色小颗粒，内有蜂窝状空隙。其主要成分一般为ω （SiO2）＝69~74%，ω（A12O3）＝12~14%，密度为
40~120kg/m3，有良好的保温能力，最高使用温度为800C。 • 膨胀珍珠岩散料可与水玻璃、水泥、磷酸铝等结合剂制成各种成形保
• 掺合料 与骨料的材料相同，只是颗粒度较小。掺合剂可使制品的 气孔率降低，密度增加，耐压强度提高，抗渣性提高，但使收缩增 加，耐急冷急热性降低。
材料工程学院 金属材料系
耐火材料
▪ 热处理炉对耐火材料性能的要求
• 耐火度 耐火度是耐火材料抵抗高温作用 的性能，指的是耐火材料受热后软化到 一定程度时的温度。
▪ 高温体积稳定性
• 高温体积稳定性是指耐火制品在高温下使用时，由于相的成分发生变化、发 生再结晶或进一步烧结等所产生的不可逆残余膨胀或收缩，通常以热膨胀系 数和重烧线收缩率来表示。在一般情况下，要求各种耐火制品的残余胀缩不 超过0.5％~1.0％。粘土砖和高铝砖的重烧线收缩率为0.5％（1350℃），硅 砖的重烧线收缩率为-0.8％。
内衬砌砖。又常作电热元件搁砖和套管等。
材料工程学院 金属材料系
耐火材料
▪ 碳化硅制品
• 这类制品有高的耐火度（>2000C）和较高的热导率， 常用作穿入电热元件的马弗罐、高温炉的炉底板和导轨 。因其黑度较大（0.92）；又常用作远红外加热板或用 其粉末配制远红外涂料。
▪ 耐火混凝土
• 系由骨料（高铝砖土熟料或粘土砖细块）和胶粘剂混合 而成，常用来制造电极浴炉的坩埚等炉衬预制构件。
▪ 膨胀珍珠岩
• 是一种由酸性的火由玻璃质珍珠岩结构的熔岩，经破碎后在高温下焙
烧膨胀而成，呈白色小颗粒，内有蜂窝状空隙。其主要成分一般为ω （SiO2）＝69~74%，ω（A12O3）＝12~14%，密度为
40~120kg/m3，有良好的保温能力，最高使用温度为800C。 • 膨胀珍珠岩散料可与水玻璃、水泥、磷酸铝等结合剂制成各种成形保
• 掺合料 与骨料的材料相同，只是颗粒度较小。掺合剂可使制品的 气孔率降低，密度增加，耐压强度提高，抗渣性提高，但使收缩增 加，耐急冷急热性降低。
热处理 电阻炉
热处理电阻炉电阻炉是一种常用的热处理设备，广泛应用于金属加工、材料研究等领域。
它利用电阻加热原理，将电能转化为热能，使工件达到所需的温度，以实现材料结构和性能的调整。
电阻炉的工作原理是通过将电流通过加热元件（通常是电阻丝）产生电阻加热效应，使工件温度升高。
电阻炉的核心部件是加热元件和控制系统。
加热元件通常由高电阻合金制成，能够承受高温和电流的作用。
控制系统可以根据实际需要，精确控制加热时间、温度曲线等参数。
电阻炉的加热效果受到多种因素的影响，其中包括电压、电流、加热时间和工件的性质等。
在热处理过程中，需要根据工件的具体要求，合理选择这些参数，以确保得到理想的处理效果。
同时，还需要注意工件的装载方式和布局，以保证工件能够均匀受热。
电阻炉在热处理过程中有多种应用，其中最常见的包括退火、淬火和回火。
退火是将材料加热到一定温度后，缓慢冷却，以消除材料内部的应力和组织缺陷，提高其延展性和韧性。
淬火是将材料迅速冷却，使其快速固化，从而获得高硬度和强度。
回火是在淬火后，将材料再次加热到一定温度，然后缓慢冷却，以减轻淬火带来的脆性，提高材料的韧性和强度。
除了常规的退火、淬火和回火外，电阻炉还可以用于其他特殊的热处理过程，如表面强化、固溶处理和时效处理等。
表面强化是通过加热工件表面，改变其组织结构，提高其表面硬度和耐磨性。
固溶处理是将固溶体加热到一定温度，然后快速冷却，以实现溶质在基体中的均匀分布。
时效处理是在固溶处理后，将材料加热到一定温度，然后缓慢冷却，以实现溶质的析出和组织的再稳定化。
电阻炉的优点之一是加热速度快，能够在短时间内将工件加热到所需温度。
此外，它还具有温度控制精度高、加热均匀、操作简便等特点。
然而，电阻炉也存在一些局限性，如加热效率低、能耗较高等。
因此，在使用电阻炉进行热处理时，需要根据具体情况综合考虑各种因素，选择合适的加热设备和工艺参数。
电阻炉是一种常用的热处理设备，能够通过电阻加热原理，将电能转化为热能，实现对工件的加热和调整材料结构性能的目的。
热处理设备热处理电阻炉41页PPT
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
60、人民的幸福是至高无个的法。— —西塞 罗
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
热处理设备热处理电阻炉
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
60、人民的幸福是至高无个的法。— —西塞 罗
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
热处理设备热处理电阻炉
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
热处理电阻炉设备PPT课件
• 目前生产的这类高温箱式电阻炉，配置炉罐、滴注式保护气氛，可实现少氧化或无氧 化、无脱碳加热。
第10页/共174页
（i）Rx系列间接加热箱式电阻炉
• b、中温箱式电阻炉：额定温度950℃，合金电热元件Ni-Cr 。特点： • 1）电热元件布置在炉子侧壁和炉顶，依靠辐射加热工件。 • 2）炉衬采用密度不超过1.0g/cm3的轻质耐火粘土砖砌成，保温层采用珍珠岩保温砖并填以蛭石粉、膨胀
第51页/共174页
第52页/共174页
• （三）可控气氛热处理炉 • 可控气氛热处理炉是我国重点发展的炉子。 • 可控气氛热处理炉：可控气氛或保护气氛，实现工件无氧化，无脱碳加热。
第53页/共174页
• 1、可控气氛炉应具备的条件
• （1）、炉膛严格密封 • 密封形式：炉体密封和炉罐密封两类。 • （a）炉体密封
差。
第25页/共174页
第26页/共174页
第27页/共174页
• c、升降底式炉
• 由固定加热室和活 动炉底组成。
• 炉体架空固定在支 架上，炉口向下和 炉底可升降的炉子。 炉底在地面装料后 上升， 将工件送入 炉堂内并封闭炉口。
• 密封性好，可通可 控气氛，但需起重 第28页/共174页
• d、罩式炉 • 有一开口向下的加热活动钟罩，一钟罩配有几个
率和生产质量高，劳动条件好，对环境污染较小。
第1页/共174页
2.1 热处理炉的基本类型
• 一 周期作业炉 • （一）周期作业炉 • （二） 分类 • （1）通用性周期作业炉 • （2）处理大尺寸工件的周期作业炉 • （3）处理小尺寸工件的周期作业炉 • （4）周期作业化学热处理炉
第2页/共174页
第46页/共174页
热处理电阻炉概述共37页
。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
热处理电阻炉概述4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
热处理电阻炉概述4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
热处理电阻炉炉体计算 ppt课件
▪ 工件特点和工艺要求： • 加热细长轴类工件，为防止加热时的弯曲变形，用井式电阻炉吊装加热。对中小 型轴承钢球（或短滚柱），则选用滚筒式电阻炉，加热均匀，生产效率高。对大 中型铸锻毛坯件的退火、正火、回火等热处理，则宜采用台车式电阻炉。当产量 特别大时，则可采用推杆式连续作业炉。对精加工后再进行热处理的工件，为防 止其氧化脱碳，则应设置通人保护气体的装置。对于回火、时效等低温炉，则应 考虑安装风机以强制炉气循环，提高加热速度并使炉温均匀。
中温炉是113mm轻质粘土砖和230mm保温砖，高温炉是 113mm轻质高铝砖、113mm轻质粘土砖和230mm保温砖
热处理电阻炉炉体计算
材料工程学院 金属材料系
电阻炉的结构设计
(三) 炉顶
炉顶结构形式主要有拱顶和平顶两种。热处理炉 大都采用拱顶。
(四) 炉门
炉门部分包括炉门洞口、炉门框和炉门。 炉门应保证炉子操作方便，炉口密封好(特别是可 控气氛炉)和减少热损失。
耐火层厚度
热处理电阻炉炉体计算
/mm
材料工程学院 金属材料系
电阻炉炉衬砌筑原则
▪ 砌砖体的尺寸为砖尺寸的整数倍（包括砖逢）。 ▪ 与电热元件接触的高铝砖Al2O3含量不低于60％，Fe2O3含量小于1.5％。 ▪ 可控气氛内壁耐火砖必须为一级品。 ▪ 灰缝：炉墙和炉底不大于2mm，炉顶不大于1.5mm，可控气氛炉不大于
热处理电阻炉炉体计算
材料工程学院 金属材料系
电阻炉的结构设计
(二) 炉底面积 工件与电热元件或工件与炉膛前、后壁之间应保持一定距离，一般为 0.1～0.15m。 常把用于布料的面积称为有效面积，它一般为炉底总面积A的70~85% 大型炉取上限。炉底宽度B与长度L之比一般应保持在2/3～l/2范围内。
中温炉是113mm轻质粘土砖和230mm保温砖，高温炉是 113mm轻质高铝砖、113mm轻质粘土砖和230mm保温砖
热处理电阻炉炉体计算
材料工程学院 金属材料系
电阻炉的结构设计
(三) 炉顶
炉顶结构形式主要有拱顶和平顶两种。热处理炉 大都采用拱顶。
(四) 炉门
炉门部分包括炉门洞口、炉门框和炉门。 炉门应保证炉子操作方便，炉口密封好(特别是可 控气氛炉)和减少热损失。
耐火层厚度
热处理电阻炉炉体计算
/mm
材料工程学院 金属材料系
电阻炉炉衬砌筑原则
▪ 砌砖体的尺寸为砖尺寸的整数倍（包括砖逢）。 ▪ 与电热元件接触的高铝砖Al2O3含量不低于60％，Fe2O3含量小于1.5％。 ▪ 可控气氛内壁耐火砖必须为一级品。 ▪ 灰缝：炉墙和炉底不大于2mm，炉顶不大于1.5mm，可控气氛炉不大于
热处理电阻炉炉体计算
材料工程学院 金属材料系
电阻炉的结构设计
(二) 炉底面积 工件与电热元件或工件与炉膛前、后壁之间应保持一定距离，一般为 0.1～0.15m。 常把用于布料的面积称为有效面积，它一般为炉底总面积A的70~85% 大型炉取上限。炉底宽度B与长度L之比一般应保持在2/3～l/2范围内。
筑炉材料培训讲义(ppt 29页)
普遍耐火材料，耐火度为1580-1770℃ （3）耐火材料 高级耐火材料，耐火度为1770-2000℃
特级耐火材料，耐火度大于2000℃
耐火材料的耐火度和使用温度
砖的名称 耐火度（℃） 使用温度（℃）
粘土砖 1610－1730 1300－1400
轻质粘土砖 1670－1710 1150－1400
高铝砖 1750－1790 1650－1670
高温结构强度－荷重软化点来评价 （1）定义：是指耐火制品在高温下承受压力而不发生 变形的抗力。 （2）荷重软化点：是指在一定压力(196kPa，轻质的 为98kPa)条件下以一定的升温速度加热，测出样品开始 变形的温度和压缩变形达4％或40％的温度。前者的温 度叫荷重软化开始点，后者的温度叫荷重软化4％或40 ％的软化点。
透气性、导热性、导电性等。
2、耐火材料的性能
工作性能
耐火度 高温结构强度 化学稳定性 耐急冷急热性 体积稳定性
耐火度 （1）定义： 耐火度是耐火材科抵抗高温作用的性能，指 耐火材料受热后软化到一定程度时的温度。
（2）耐火度的测定：是测 定一定尺寸的三角形锥体， 在规定加热条件下，试锥 顶部因受温度及本身重量 影响而弯倒刚接触底平面 时的温度。
耐火材料的荷重软化点
耐火材料名称
粘土砖
高铝砖
硅砖
荷重软化开始点 1250－1400
1400－1530
1620－1650
高温化学稳定性
定义： 是指耐火材料在高温下，抵抗炉气、熔盐和 金属氧化物等的侵蚀作用的能力。包括化学侵蚀和物理 溶解。
热震稳定性(耐急冷急热性) （1）定义：是指耐火制品抵抗温度急剧变化而不损坏 （不破裂或剥落）的性质。 （2）测定：将耐火制品加热到850℃，然后再放入流 动的冷水中冷却，反复进行直至破碎至其总量损失20％ 时的次数。
第五章热处理电阻炉的设计.精选PPT
✓ 对长周期作业的退火炉和渗碳炉，炉膛应高一些， 对短周期作业的淬火炉和正火炉以及强制气流循环 的炉子炉膛应低一些。
✓ 依统计资料，炉膛高度与宽度之比多数在0.5－0.9 的范围内变动．近年来有降低炉膛高度的趋势，对 上述比值常取中下限。
✓ 井式炉的炉膛尺寸通常按工件和夹具的实际布置情 况确定。工件之间的距离一般不少于其直径或厚度， 工件至电热元件的距离应保持在0.1－0.2m，至炉 底和炉顶的距离为0.15－0.25m。
第五章热处理电阻炉的设计
★热处理电阻炉的设计是一项综合性的技术工作：
所需知识：炉子知识；热处理工艺；机械设计；电工 及温度控制等有关内容；
设计原则：密切结合生产实际，综合运用有关知识。
★设计准备：详尽收集有关原始资料：
包括：生产任务(公斤或件/小时或年)及作业制度(一、 二班或连续生产)；加热工件的材料、形状、尺寸 和重量；工件的热处理工艺规程和质量要求；电源 及车间厂房等条件；炉子的制造维修能力和 金额 等。
★热处理电阻炉的设计内容
(1)炉型的选择； (2)炉膛尺寸的确定； (3)炉体结构设计(包括炉衬、构架、炉门等)； (4)电阻炉功率的计算及功率分配； (5)电热元件材料的选择； (6)电热元件材料的设计计算； (7)炉用机械设备和电气、控温仪表的设计与选用； (8)技术经济指标的核算； (9)绘制炉子总图、砌体图、零部件图、安装图和
P=(50~75)V 2/3
件和操作人员的技能 包括：生产任务(公斤或件/小时或年)及作业制度(一、二班或连续生产)；
小批量：井式气体渗碳炉； 当R与L不变时，越大，则f越大，提高强度，延长寿命。
7、其它
车间厂房结构、地基、炉子建造维修、
维护、 等。
☆几种常见的炉型选用情况： ✓汽车齿轮等渗碳零件
✓ 依统计资料，炉膛高度与宽度之比多数在0.5－0.9 的范围内变动．近年来有降低炉膛高度的趋势，对 上述比值常取中下限。
✓ 井式炉的炉膛尺寸通常按工件和夹具的实际布置情 况确定。工件之间的距离一般不少于其直径或厚度， 工件至电热元件的距离应保持在0.1－0.2m，至炉 底和炉顶的距离为0.15－0.25m。
第五章热处理电阻炉的设计
★热处理电阻炉的设计是一项综合性的技术工作：
所需知识：炉子知识；热处理工艺；机械设计；电工 及温度控制等有关内容；
设计原则：密切结合生产实际，综合运用有关知识。
★设计准备：详尽收集有关原始资料：
包括：生产任务(公斤或件/小时或年)及作业制度(一、 二班或连续生产)；加热工件的材料、形状、尺寸 和重量；工件的热处理工艺规程和质量要求；电源 及车间厂房等条件；炉子的制造维修能力和 金额 等。
★热处理电阻炉的设计内容
(1)炉型的选择； (2)炉膛尺寸的确定； (3)炉体结构设计(包括炉衬、构架、炉门等)； (4)电阻炉功率的计算及功率分配； (5)电热元件材料的选择； (6)电热元件材料的设计计算； (7)炉用机械设备和电气、控温仪表的设计与选用； (8)技术经济指标的核算； (9)绘制炉子总图、砌体图、零部件图、安装图和
P=(50~75)V 2/3
件和操作人员的技能 包括：生产任务(公斤或件/小时或年)及作业制度(一、二班或连续生产)；
小批量：井式气体渗碳炉； 当R与L不变时，越大，则f越大，提高强度，延长寿命。
7、其它
车间厂房结构、地基、炉子建造维修、
维护、 等。
☆几种常见的炉型选用情况： ✓汽车齿轮等渗碳零件
热处理炉PPT
要求：考虑物料的形状、尺寸、装料方式、生产率。炉膛的 热交换、温度均匀性、减少热损失、电热元件的安装等。 （1）炉底面积
工件与前后左右炉墙的距离
应为100150mm；有效面积F1
（装料面积）为炉膛总面积的 70%85%，大型炉上限；炉底
宽度B与长度L之比保持在2/3
1/2范围内。
则
F1
p p0
;
第一层保温层（保温材料）； 第二层耐火层（轻质粘土砖）； 高温炉一般为三层： 第一层保温层（保温材料） 第二层过渡层（轻质砖） 第三层耐火层（重质砖或高铝转）
（3）炉顶 有平顶和拱顶两种形式，热处理炉大都采用拱顶。 拱
顶采用轻质楔形砖砌筑，上砌轻质保温制品；拱角砖采用重 质异型砖砌筑。 （4）炉门
（2）炉子总功率Q总
①连续作业电阻炉的Q总
炉子在使用过程中，由于炉衬损坏，散热损失加大，电 压波动、电热元件老化等引起炉子功率下降，所以炉子功率 要有一定的储备，其安装功率为
②周期作业电阻炉Q总
周期作业炉按加热阶段作为热平衡计算时间单位时，其 热损失为
Q总=Q件+Q辅+Q散+Q蓄+Q它
空炉升温时间为
⑤炉门开启时的散热损失Q辐
⑥溢气或吸气热损失
开启炉门或炉子有缝隙时，如果是可控气氛炉，则炉压
为正，Q溢；如果是燃料炉，则Q吸，对于一般的箱式电阻炉，
通常是开启炉门时以加热吸入的冷空气所需热量为
Q吸。
⑦砌体蓄热量Q蓄
对双层砌体可按下式计算
⑧ 不宜精确计算的热损失，如电热元件的引出端漏气、导 热，炉子缝隙的吸气等热损失。箱式炉一般为10%20%
与其它工序组成全自动热处理线的趋势。、
2 热处理炉的分类
工件与前后左右炉墙的距离
应为100150mm；有效面积F1
（装料面积）为炉膛总面积的 70%85%，大型炉上限；炉底
宽度B与长度L之比保持在2/3
1/2范围内。
则
F1
p p0
;
第一层保温层（保温材料）； 第二层耐火层（轻质粘土砖）； 高温炉一般为三层： 第一层保温层（保温材料） 第二层过渡层（轻质砖） 第三层耐火层（重质砖或高铝转）
（3）炉顶 有平顶和拱顶两种形式，热处理炉大都采用拱顶。 拱
顶采用轻质楔形砖砌筑，上砌轻质保温制品；拱角砖采用重 质异型砖砌筑。 （4）炉门
（2）炉子总功率Q总
①连续作业电阻炉的Q总
炉子在使用过程中，由于炉衬损坏，散热损失加大，电 压波动、电热元件老化等引起炉子功率下降，所以炉子功率 要有一定的储备，其安装功率为
②周期作业电阻炉Q总
周期作业炉按加热阶段作为热平衡计算时间单位时，其 热损失为
Q总=Q件+Q辅+Q散+Q蓄+Q它
空炉升温时间为
⑤炉门开启时的散热损失Q辐
⑥溢气或吸气热损失
开启炉门或炉子有缝隙时，如果是可控气氛炉，则炉压
为正，Q溢；如果是燃料炉，则Q吸，对于一般的箱式电阻炉，
通常是开启炉门时以加热吸入的冷空气所需热量为
Q吸。
⑦砌体蓄热量Q蓄
对双层砌体可按下式计算
⑧ 不宜精确计算的热损失，如电热元件的引出端漏气、导 热，炉子缝隙的吸气等热损失。箱式炉一般为10%20%
与其它工序组成全自动热处理线的趋势。、
2 热处理炉的分类
热处理设备PPT资料优选版
一、热处理设备分类（续）
（二）冷却设备
冷却设备：根据工艺的不同，冷却设备有缓冷设备、淬火设备和冷处理设备。
缓冷设备： 包括热处理炉极缓冷室（坑），用于退火冷却、正火冷却及渗碳后预冷。
淬火设备 为工件淬火提供足够冷却能力的设备。结构一般比较简单，主要为箱式或
圆形槽体。 冷处理设备
将淬火工件冷却到室温以下，促使钢中残留奥氏体转变为马氏体的一种工 艺。冷处理温度一般为-60～-120℃，最低接近-200°。
特点：这种炉子装炉量多，生产率高，装卸 料方便，炉内气流循环较好，应用广泛。其主要 缺点是工件不能分层布置，堆积过密的小型零件， 阻碍炉气循环，工件加热不均匀。
三、浴炉
定义：利用液体介质加热（或冷却）工件的一种热处理炉。 液体介质：盐浴炉、金属浴炉、碱浴炉、油浴炉。 工作温度：150-1300℃ 应用的工艺：淬火、正火、回火、局部加热、化学热处理、等温或分级淬火。
作液业体规 介程质：：作周盐用期浴作炉与业、用炉金、属途半浴连炉：续、使作碱业浴工炉炉件和、连油自续浴动作炉业。完炉成淬火过程的机械装置，能够使工件在压力下进行淬 冷一却、设 热火备处：理，根设以据备工分减艺类少的不工同件，冷的却变设备形有与缓冷弯设曲备、，淬广火设泛备用和冷于处尺理设寸备比。 较大、厚度比较薄的圆盘类和长轴
缓冷室通常是用钢板制成或用砖砌成的冷却坑。
应用的类工艺等：易淬火变、形正火件、，回火也、用局部于加形热、状化比学热较处复理、杂等的温或零分件级淬。火。
定义：利用液体介质加热（或冷却）工件的一种热处理炉。 专门化程度：通用炉和专用炉 缓冷室（坑），用于退火冷却、正火冷却及渗碳后预冷。 在风扇旋转所产生的离心力的作用下，强迫炉气沿炉罐外侧向下，再从炉罐底板孔进入炉罐，将热量传给工件，并受风扇中心负压的 吸引循环流动。 作用：为工件淬火提供足够冷却能力的设备。 工作温度：150-1300℃ 为防止工件在缓冷过程中发生氧化和脱碳可向缓冷室(坑)通入保护气氛。 特点：这种炉子装炉量多，生产率高，装卸料方便，炉内气流循环较好，应用广泛。 优点：加热速度快，加热均匀，防止氧化与脱碳，提高工件的表面质量，操作方便； 缺点：冷炉升温慢，炉内温差较大，工件容易产生氧化和脱碳，操作不方便， 特别是大型箱式电阻炉，工人在操作时的劳动强度较 大。
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• 重质耐火材料热振稳定性的测定方法是将试样加热至850℃，然后在流动 的冷水中冷却，反复进行直至破碎或剥落至质量损失达到20％时为止， 其所经历的加热冷却次数被作为耐火制品的热振稳定性指标。冷炉的升 温，电极盐浴炉的启动都要经受温度的急变，如果耐火材料没有足够的 耐激冷急热性能，就会过早地损坏。
• 轻质耐火制品热振稳定性的测定，是将标准砖加热至1000℃，在静止空 气中冷却，反复进行，直至砖体的质量损失为20％时的加热一冷却次数 作为热振稳定性指标。
材料工程学院 金属材料系
热处理电阻炉的结构
材料工程学院 金属材料系
电阻炉常用筑炉材料
筑炉材料主要包括耐火材料和保温材料。 耐火材料:主要用作炉体内衬耐火层，直接承
受高温作用，耐火度高于1580C的材料，称为耐火材料。 保温材料:主要用作炉体外衬保温层起保温作
用，减少炉体散热。 筑炉材料应能经受炉内物理和化学作用并有较
高温化学稳定性
• 高温化学稳定性是指耐火材料在高温下抵抗炉气、熔盐 和金属氧化物等的侵蚀作用的能力。高温化学稳定性常 用抗渣性来评定，它取决于组成物的化学性质及其物理 结构（如与密度有关的结合强度）。
材料工程学院 金属材料系
热处理炉对耐火材料性能的要求(3)
热振稳定性（耐激冷急热性）
• 热振稳定性是指耐火制品对急冷急热的温度反复变化时抵抗破坏和剥落 的能力，取决于耐火制品的化学成分和组织结构等因素。
高温体积稳定性
• 高温体积稳定性是指耐火制品在高温下使用时，由于相的成分发生变化、发 生再结晶或进一步烧结等所产生的不可逆残余膨胀或收缩，通常以热膨胀系 数和重烧线收缩率来表示。在一般情况下，要求各种耐火制品的残余胀缩不 超过0.5％~1.0％。粘土砖和高铝砖的重烧线收缩率为0.5％（1350℃），硅 砖的重烧线收缩率为-0.8％。
• 玻璃态纤维经长期高温使用后会重新结晶，降低使用温 度，承受负荷的能力很小，抗高速炉气冲刷的性能差； 作炉衬时电热元件固定较困难，在含氢气氛中会因氢充 满纤维的间隙而增大热导率。
材料工程学院 金属材料系
耐火材料
不定型耐火材料
• 不定型耐火材料的特点是可随意制成各种形状的预制块，也可在加 热炉上整体浇捣，从而加强炉体的整体性，便于改进炉型结构。
材料工程学院 金属材料系
耐火材料
耐火纤维
• 由各种耐火物质制成的一种纤维状两次材料。热处理护 申常用的有硅酸铝质耐火纤维和碳质耐火纤维。根据其 内部结构，硅酸铝质耐火纤维又可分为结晶态纤维和玻 璃态纤维。
• 硅酸铝耐火纤维具有耐热度高、密度小、热导率低、热 容量小、化学稳定性和抗热震性好等优点
• 掺合料 与骨料的材料相同，只是颗粒度较小。掺合剂可使制品的 气孔率降低，密度增加，耐压强度提高，抗渣性提高，但使收缩增 加，耐急冷急热性降低。
材料工程学院 金属材料系
保温材料
习惯上把常温下热导率小于0.23W/(mC)的材料称为保温材料。
常用的保温材料有如下几种： 硅藻土及其制品
材料工程学院 金属材料系
耐火材料
粘土砖
• 其成分主要为Al2O3（<48%）和SiO2。 • 密度为1.8~2.2g/cm3的称为重质粘土砖， • 密度为0.3~0.4 g/cm3的称为轻质粘土砖 • 使用温度在1150~1350C范围内 • 是热处理炉炉体耐火层的主要用砖。
高铝砖
• 指A12O3含量大于48%的硅酸铝质耐火砖 • 其最高使用温度为1400~1500C，常作高温炉和盐浴炉的
好的耐高温和保温能力，有的还要求不与电热 元件发生化学作用。这就要求筑炉材料具有相 应的耐火度和高温强度，较小的密度和热导率 以及较高的化学稳定性。
材料工程学院 金属材料系
耐火材料
热处理炉对耐火材料性能的要求
• 耐火度 耐火度是耐火材料抵抗高温作用 的性能，指的是耐火材料受热后软化到 一定程度时的温度。
第2章
热处理电阻炉
材料工程学院 金属材料系
热处理电阻炉是热处理生产中应用最广泛 的加热设备。本章将围绕间接加热周期作 业电阻炉的设计，讲述热处理电阻炉设计 时基本内容；主要包括电阻炉的设计步骤 和方法；炉子主要组成部分的设计要点； 有关炉用材料的选择：以及设计计算公式 的应用和炉子技术经济指标等。
• 不定型耐火材料有耐火混凝土（浇注料）、可塑料、喷涂料、捣打 料、涂抹料、投射料等。耐火混凝土可用于制造盐浴炉的盐槽与坩 埚，制造炉顶与炉衬的预制件。
耐火混凝土的组成
•生成 较多的低熔物。
• 胶结料（结合剂）。起胶结硬化作用，使制品有一定的强度 常用 的胶结料有矾土水泥、硅酸盐水泥、水玻璃、磷酸等。
内衬砌砖。又常作电热元件搁砖和套管等。
材料工程学院 金属材料系
耐火材料
碳化硅制品
• 这类制品有高的耐火度（>2000C）和较高的热导率， 常用作穿入电热元件的马弗罐、高温炉的炉底板和导轨。 因其黑度较大（0.92）；又常用作远红外加热板或用其 粉末配制远红外涂料。
耐火混凝土
• 系由骨料（高铝砖土熟料或粘土砖细块）和胶粘剂混合 而成，常用来制造电极浴炉的坩埚等炉衬预制构件。
材料工程学院 金属材料系
热处理炉对耐火材料性能的要求(2)
高温结构强度
• 耐火材料的高温结构强度用荷重软化点来评定。荷重软 化点是指在一定压力（重质耐火材料196kPa，轻质耐火 材料为98 kPa）下，以一定的升温速度加热，样品开始 变形的温度或压缩变形达4％或40％的温度。前者叫荷 重软化开始点，后者叫荷重软化4％或40％的软化点。
a)
b)
耐火度测定方法：取一定尺寸的三角形锥体，在规定的加热
条件下进行加热，当试样顶部因受温度及本身质量影响而弯倒到 刚接触底平面时的温度作为耐火度。耐火材料的耐火度，主要取 决于它的化学成分和材料中易熔杂质（如FeO和Na2O）的含量。
根据耐火度的高低，耐火材料可分为： 普通耐火材料：耐火度为1580~1770C ， 高级耐火材料：耐火度为1770~2000C ， 特级耐火材料：耐火度大于2000C
• 轻质耐火制品热振稳定性的测定，是将标准砖加热至1000℃，在静止空 气中冷却，反复进行，直至砖体的质量损失为20％时的加热一冷却次数 作为热振稳定性指标。
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热处理电阻炉的结构
材料工程学院 金属材料系
电阻炉常用筑炉材料
筑炉材料主要包括耐火材料和保温材料。 耐火材料:主要用作炉体内衬耐火层，直接承
受高温作用，耐火度高于1580C的材料，称为耐火材料。 保温材料:主要用作炉体外衬保温层起保温作
用，减少炉体散热。 筑炉材料应能经受炉内物理和化学作用并有较
高温化学稳定性
• 高温化学稳定性是指耐火材料在高温下抵抗炉气、熔盐 和金属氧化物等的侵蚀作用的能力。高温化学稳定性常 用抗渣性来评定，它取决于组成物的化学性质及其物理 结构（如与密度有关的结合强度）。
材料工程学院 金属材料系
热处理炉对耐火材料性能的要求(3)
热振稳定性（耐激冷急热性）
• 热振稳定性是指耐火制品对急冷急热的温度反复变化时抵抗破坏和剥落 的能力，取决于耐火制品的化学成分和组织结构等因素。
高温体积稳定性
• 高温体积稳定性是指耐火制品在高温下使用时，由于相的成分发生变化、发 生再结晶或进一步烧结等所产生的不可逆残余膨胀或收缩，通常以热膨胀系 数和重烧线收缩率来表示。在一般情况下，要求各种耐火制品的残余胀缩不 超过0.5％~1.0％。粘土砖和高铝砖的重烧线收缩率为0.5％（1350℃），硅 砖的重烧线收缩率为-0.8％。
• 玻璃态纤维经长期高温使用后会重新结晶，降低使用温 度，承受负荷的能力很小，抗高速炉气冲刷的性能差； 作炉衬时电热元件固定较困难，在含氢气氛中会因氢充 满纤维的间隙而增大热导率。
材料工程学院 金属材料系
耐火材料
不定型耐火材料
• 不定型耐火材料的特点是可随意制成各种形状的预制块，也可在加 热炉上整体浇捣，从而加强炉体的整体性，便于改进炉型结构。
材料工程学院 金属材料系
耐火材料
耐火纤维
• 由各种耐火物质制成的一种纤维状两次材料。热处理护 申常用的有硅酸铝质耐火纤维和碳质耐火纤维。根据其 内部结构，硅酸铝质耐火纤维又可分为结晶态纤维和玻 璃态纤维。
• 硅酸铝耐火纤维具有耐热度高、密度小、热导率低、热 容量小、化学稳定性和抗热震性好等优点
• 掺合料 与骨料的材料相同，只是颗粒度较小。掺合剂可使制品的 气孔率降低，密度增加，耐压强度提高，抗渣性提高，但使收缩增 加，耐急冷急热性降低。
材料工程学院 金属材料系
保温材料
习惯上把常温下热导率小于0.23W/(mC)的材料称为保温材料。
常用的保温材料有如下几种： 硅藻土及其制品
材料工程学院 金属材料系
耐火材料
粘土砖
• 其成分主要为Al2O3（<48%）和SiO2。 • 密度为1.8~2.2g/cm3的称为重质粘土砖， • 密度为0.3~0.4 g/cm3的称为轻质粘土砖 • 使用温度在1150~1350C范围内 • 是热处理炉炉体耐火层的主要用砖。
高铝砖
• 指A12O3含量大于48%的硅酸铝质耐火砖 • 其最高使用温度为1400~1500C，常作高温炉和盐浴炉的
好的耐高温和保温能力，有的还要求不与电热 元件发生化学作用。这就要求筑炉材料具有相 应的耐火度和高温强度，较小的密度和热导率 以及较高的化学稳定性。
材料工程学院 金属材料系
耐火材料
热处理炉对耐火材料性能的要求
• 耐火度 耐火度是耐火材料抵抗高温作用 的性能，指的是耐火材料受热后软化到 一定程度时的温度。
第2章
热处理电阻炉
材料工程学院 金属材料系
热处理电阻炉是热处理生产中应用最广泛 的加热设备。本章将围绕间接加热周期作 业电阻炉的设计，讲述热处理电阻炉设计 时基本内容；主要包括电阻炉的设计步骤 和方法；炉子主要组成部分的设计要点； 有关炉用材料的选择：以及设计计算公式 的应用和炉子技术经济指标等。
• 不定型耐火材料有耐火混凝土（浇注料）、可塑料、喷涂料、捣打 料、涂抹料、投射料等。耐火混凝土可用于制造盐浴炉的盐槽与坩 埚，制造炉顶与炉衬的预制件。
耐火混凝土的组成
•生成 较多的低熔物。
• 胶结料（结合剂）。起胶结硬化作用，使制品有一定的强度 常用 的胶结料有矾土水泥、硅酸盐水泥、水玻璃、磷酸等。
内衬砌砖。又常作电热元件搁砖和套管等。
材料工程学院 金属材料系
耐火材料
碳化硅制品
• 这类制品有高的耐火度（>2000C）和较高的热导率， 常用作穿入电热元件的马弗罐、高温炉的炉底板和导轨。 因其黑度较大（0.92）；又常用作远红外加热板或用其 粉末配制远红外涂料。
耐火混凝土
• 系由骨料（高铝砖土熟料或粘土砖细块）和胶粘剂混合 而成，常用来制造电极浴炉的坩埚等炉衬预制构件。
材料工程学院 金属材料系
热处理炉对耐火材料性能的要求(2)
高温结构强度
• 耐火材料的高温结构强度用荷重软化点来评定。荷重软 化点是指在一定压力（重质耐火材料196kPa，轻质耐火 材料为98 kPa）下，以一定的升温速度加热，样品开始 变形的温度或压缩变形达4％或40％的温度。前者叫荷 重软化开始点，后者叫荷重软化4％或40％的软化点。
a)
b)
耐火度测定方法：取一定尺寸的三角形锥体，在规定的加热
条件下进行加热，当试样顶部因受温度及本身质量影响而弯倒到 刚接触底平面时的温度作为耐火度。耐火材料的耐火度，主要取 决于它的化学成分和材料中易熔杂质（如FeO和Na2O）的含量。
根据耐火度的高低，耐火材料可分为： 普通耐火材料：耐火度为1580~1770C ， 高级耐火材料：耐火度为1770~2000C ， 特级耐火材料：耐火度大于2000C