电阻炉加热元件的选用
中温实验箱式电阻炉设计说明书2
热处理炉课程设计炉型中温实验箱式电阻炉学院专业学号学生姓名指导教师日期目录一设计任务书二炉型的选择三确定炉体结构尺寸3.1 炉膛尺寸3.2 炉体材料及结构3.3 炉衬尺寸四砌体平均表面积计算4.1 炉顶平均面积4.2 炉墙平均面积4.3 炉底平均面积五验证炉体结构设计的合理性5.1 求热流5.2 验算界面温度5.3 验算炉壳温度六炉子热效率计算七空炉升温时间的计算8.1 体积计算8.2 蓄热量的计算八电热元件的选择及计算九参考文献十设计小结一、热处理炉设计任务书编号：05专业年级班级：学号：姓名：(一)、基本条件1.炉型：中温实验箱式电阻炉2.最高工作温度：850℃3.炉壁外壳温度≤65℃4.炉膛尺寸（L×B×H）mm：400×250×200；5.空炉升温时间：≤60分钟7.额定功率4KW8.电源：三相，380V9.加热组件接法：星形(二)、设计要求1.砌体部分2.电热组件及接线部分、炉盖、炉壳构架3.标定主要技术数据（1）额定功率（2）额定电压（3）额定温度（4）电源相数（5）电热组件接法（6）炉膛有效尺寸（7）炉膛尺寸（8）空炉升温时间（9）外形尺寸4.提交资料（1）纸质和电子版本的《设计计算说明书》，规格：A4（2）纸质和电子版本的炉子总图(AutoCAD绘制)，幅面：A1mm 240==胆外耐内H H mm344252220H H mm 394252220B B mm 49252220L L =⨯+⨯+==⨯+⨯+==+⨯+=耐内耐外耐外 保温层尺寸：尺寸比较复杂，中间有支撑材料，这里只给出其厚度。
上、下、左、右、后面，包括炉门，厚度mm 115=温H四、验证炉体结构设计的合理性由于炉子结构比较对称，故作统一数据处理。
将炉门做为前墙处理，结构与其他部分的炉墙结构一样如下图：1s =52mm,2s =115mm 根据书[1] P 24公式（1-63） ∑++⋯++-=212211a s s s t t q nnn λλλ对于炉墙散热，先假设界面上的温度及炉壳温度，℃600′2=tmm 290B =耐内 mm 240=耐内Hmm344H mm 394B mm 492L ===耐内耐外耐外mm 115=温H'2t 满足要求。
电阻炉的工作原理
电阻炉的工作原理电阻炉是一种常见的加热设备，广泛应用于工业生产中的热处理、熔炼、烧结等工艺过程。
它利用电阻加热的原理将电能转化为热能，从而实现对物体的加热。
一、电阻炉的基本结构电阻炉主要由加热元件、绝缘材料、外壳和控制系统组成。
1. 加热元件：电阻炉的加热元件通常采用电阻丝或者电阻管。
电阻丝是由高电阻率的合金材料制成，通过电流通过电阻丝时，电阻丝会发热。
电阻管则是由石墨或者陶瓷材料制成，具有较高的电阻率和良好的导电性能。
2. 绝缘材料：绝缘材料主要用于隔离加热元件和外壳，防止热量散失和电能泄漏。
常见的绝缘材料有陶瓷、石墨、石膏等。
3. 外壳：外壳是电阻炉的保护壳，通常由金属材料制成，具有良好的耐高温性能和机械强度。
4. 控制系统：控制系统用于控制电阻炉的加热温度和加热时间。
它通常由温度传感器、控制器和电源组成。
二、电阻炉的工作原理电阻炉的工作原理可以简单概括为电能转化为热能的过程。
1. 电能输入：通过电源将电能输入到电阻炉中。
电源通常为交流电源或者直流电源，根据电阻炉的不同设计要求选择相应的电源。
2. 加热元件发热：当电流通过加热元件（电阻丝或者电阻管）时，加热元件会发热。
发热的原理是电流通过电阻丝或者电阻管时，会产生电阻热效应，将电能转化为热能。
3. 热量传导：加热元件发热后，产生的热量会通过传导方式传递给被加热物体。
传导方式包括对流传热、辐射传热和导热传热。
- 对流传热：当被加热物体周围的空气或者气体受热后，会产生对流现象，热量通过对流传递给物体表面。
- 辐射传热：加热元件发出的热辐射能够直接传递给物体表面，不需要介质参预。
- 导热传热：当被加热物体与加热元件接触时，热量会通过物体内部的导热传递给整个物体。
4. 控制温度：通过控制系统对电阻炉的加热温度进行调节。
温度传感器可以实时监测被加热物体的温度，并将温度信号传递给控制器。
控制器根据设定的温度值，调节电阻炉的加热功率，以达到所需的加热温度。
电阻炉的工作原理
电阻炉的工作原理电阻炉是一种常用的加热设备，它利用电阻材料的电阻发热特性来加热物体。
电阻炉通常由电阻丝、绝缘材料、外壳和控制系统等部分组成。
下面将详细介绍电阻炉的工作原理。
1. 电阻丝电阻丝是电阻炉的核心部件，它是由高电阻合金材料制成的。
常见的电阻合金材料有镍铬合金、铁铬铝合金等。
这些材料具有较高的电阻率和较低的温度系数，能够在高温下稳定工作。
电阻丝的长度和直径根据加热需求进行设计，通常呈螺旋状布置在电阻炉的内部。
2. 绝缘材料电阻丝需要被绝缘材料包裹，以防止电阻丝与外壳或其他部件接触，避免电流短路和安全事故发生。
常用的绝缘材料有陶瓷、石棉、石英等。
这些材料具有较高的绝缘性能和耐高温性能，能够有效保护电阻丝。
3. 外壳电阻炉的外壳通常由金属材料制成，如不锈钢、铁等。
外壳的主要作用是保护电阻丝和绝缘材料，同时具有良好的散热性能，以保证电阻炉的长时间稳定工作。
4. 控制系统电阻炉的控制系统用于控制电阻丝的加热温度和加热时间。
通常包括温度传感器、控制器和电源等组成。
温度传感器用于实时监测电阻炉内部的温度变化，控制器根据设定的温度值控制电源的输出功率，以达到所需的加热温度。
电阻炉的工作原理如下：1. 加热过程当电源接通后，电流通过电阻丝，由于电阻丝的电阻特性，电流会产生热量。
电阻丝受热后，将热量传递给绝缘材料和外壳，从而使整个电阻炉加热。
加热过程中，温度传感器实时监测电阻炉内部的温度变化，并将温度信号传输给控制器。
2. 控制过程控制器根据设定的温度值与实际温度值进行比较，计算出温度差值。
根据温度差值，控制器调节电源的输出功率，以控制电阻丝的加热温度。
当实际温度达到设定温度时，控制器会减小电源输出功率，以维持恒定的加热温度。
3. 冷却过程当加热过程结束或需要降温时，控制器会关闭电源，停止电阻丝的加热。
此时，电阻炉内部的温度会逐渐降低，直至达到环境温度。
总结：电阻炉利用电阻丝的电阻发热特性来加热物体。
它由电阻丝、绝缘材料、外壳和控制系统等部分组成。
电阻炉电气连接与调试考核试卷
4.电阻炉的加热效率主要取决于______和______的匹配。（）
5.在电阻炉电气连接中，为了保证安全，应使用______的电缆线径。（）
6.电阻炉调试时，炉温的均匀性可以通过测量炉内不同位置的______来评估。（）
7.电阻炉电气连接中，若电源电压为220V，通常采用______接法。（）
A.万用表
B.电阻测试仪
C.示波器
D.电流表
16.电阻炉电气连接中，以下哪种说法是错误的？（）
A.电阻值与电流成正比
B.电阻值与电压成正比
C.电阻值与电流成反比
D.电阻值与电压成反比
17.在电阻炉调试过程中，以下哪种方法不能用来检测电气连接是否正常？（）
A.观察法
B.电阻测试
C.电压测试
D.直观判断
D.炉温要求不高
5.电阻炉加热元件的常见故障有哪些？（）
A.元件断裂
B.接头松动
C.电阻值变化
D.外壳变形
6.以下哪些方法可以用来检测电阻炉加热元件的电阻值？（）
A.万用表
B.电阻测试仪
C.电流表
D.电压表
7.在电阻炉调试时，以下哪些现象可能表明加热元件存在故障？（）
A.电流不稳定
B.炉温不均匀
C.电阻值偏大
A.星形接法
B.三角形接法
C.任意接法
D.无法确定
5.在电阻炉调试过程中，以下哪种现象表示炉温过高？（）
A.电阻值降低
B.电流增大
C.电阻值升高
D.电流减小
6.电阻炉调试过程中，下列哪项措施不能有效降低炉温？（）
A.减小电流
B.增大电阻
热处理箱式电阻炉设计
热处理箱式电阻炉设计热处理是一种常见的金属加工方法，它通过控制材料的加热和冷却过程来改变材料的性能和组织结构。
箱式电阻炉是热处理领域中常用的设备之一，它具有结构简单、操作方便、加热均匀等优点。
本文将从箱式电阻炉的结构设计、加热方式、温度控制、安全性等方面进行探讨。
首先，箱式电阻炉的结构设计是其设计的重要方面之一、箱式电阻炉一般由炉体、加热元件、电控系统和保温材料组成。
炉体通常采用优质钢板焊接而成，具有良好的密封性能和耐高温性能。
加热元件一般采用镍铬合金电阻丝或电阻片，通过电流通过加热元件发热，实现对材料的加热。
电控系统一般由温度控制器和电源组成，用于控制加热元件的加热功率和温度的控制。
保温材料一般采用耐高温陶瓷纤维或石棉棉等材料，用于保持炉体内部的高温。
其次，加热方式是箱式电阻炉设计中需要考虑的重要问题之一、常见的加热方式包括顶部加热和底部加热。
顶部加热是指在箱式电阻炉的炉膛顶部布置加热元件，通过上方向下辐射热传导到炉膛内的材料上。
底部加热是指在箱式电阻炉的底部布置加热元件，通过下方向上辐射热传导到炉膛内的材料上。
两种加热方式各有优缺点，根据具体的工艺要求选择合适的加热方式。
在温度控制方面，箱式电阻炉设计需要考虑如何实现对温度的精准控制。
一般情况下，箱式电阻炉采用PID控制方式，即比例-积分-微分控制方式。
PID控制器可以根据温度的反馈信号自动调整加热功率和温度的设定值，从而实现对温度的精准控制。
此外，在箱式电阻炉设计中还需要考虑如何解决温度梯度的问题，以保证加热均匀性。
通常采用设置多个加热区域或者采用电磁感应加热的方式来解决温度梯度的问题。
最后，在设计箱式电阻炉时，安全性也是需要考虑的重要因素。
箱式电阻炉在加热过程中会产生高温，因此需要采取一系列的安全措施来防止事故的发生。
比如，在炉体外部设置保护层，以避免烤伤。
在电控系统中设置过温报警器和断电保护装置，以及温度超限自动切断电源，以确保炉体温度在安全范围内。
实验室高温电炉常用的加热体
实验室高温电炉常用的加热体实验室高温电炉常用的加热体引言：实验室高温电炉是一种常见的实验设备，在许多实验和研究领域中都被广泛使用。
加热体作为高温电炉的关键部分，起到将电能转化为热能的重要作用，影响着炉内的温控和加热效果。
本文将介绍实验室高温电炉常用的加热体类型、特点和应用。
一、电阻丝加热体电阻丝加热体是实验室高温电炉中使用最广泛的一种加热体。
电阻丝的选择对加热体的加热速率、温度稳定性以及耐用性起着关键作用。
常见的电阻丝材料有镍铬合金、铜镍合金等。
镍铬合金具有较高的阻值和较低的线胀系数，是实验室高温电炉中常见的选择，适用于较高的温度范围。
铜镍合金具有更低的阻值和更高的线胀系数，适用于较低温度范围。
二、光纤加热体光纤加热体是一种新型的加热技术，利用光纤传递激光或光纤激光器产生的光能来进行加热。
光纤加热体具有快速加热、高效率、均匀加热等优点，适用于一些对加热速度和温度均匀性要求较高的实验。
光纤加热体的加热温度可以达到2000摄氏度以上，可以满足许多高温实验的需求。
三、石墨加热体石墨加热体是一种常用的高温加热体，由于石墨具有良好的导热性和高温稳定性，适用于高温实验。
石墨加热体通过电流通过石墨导体产生热能，具有加热快、温度均匀的特点。
石墨加热体可以达到非常高的温度，可满足许多高温实验的需求，例如石墨炉。
四、电子束加热体电子束加热体是一种利用电子束的动能转化为热能进行加热的技术。
电子束加热具有高加热功率、高加热效率和快速响应的特点，适用于高温实验和材料处理等领域。
电子束加热体可以达到非常高的温度，但由于制造和使用成本较高，一般应用于一些特殊需求的实验和领域。
五、陶瓷加热体陶瓷加热体是一种新型的加热技术，由于陶瓷具有较高的绝缘性能和较低的热容量，能够提供均匀的加热和温度稳定性。
陶瓷加热体适用于一些对温度控制要求较高的实验，例如热处理、晶体生长等。
此外，陶瓷加热体还具有高抗震性和良好的抗化学腐蚀性能。
结论：实验室高温电炉常用的加热体包括电阻丝加热体、光纤加热体、石墨加热体、电子束加热体和陶瓷加热体。
高温炉用电热元件
3
电热元件
（3）不同温度下，各种发热体电阻系数的比值见表 12 所示：
1200 ：1200℃时电阻系数，余类推。
表 12 材料 钼 钨 硅碳 硅钼
1200 20
6.92 7.2 0.28 10.8
1300 20
—— —— —— ——
1500 20
—— ——
1700 20
9.74 10.16
1 (d4- d3) 2
=0.2d2 (mm) 2.4 2.8 3.6 4.4
卡具同炉墙 之间的距离 B(mm) 50 50 50 50
4、在温度为 t℃时，计算每根元件的参数
（1） 功率 （2） 电阻值 （3） 电压 （4） 电流
P 3.14d l1 wy
（W）
R
t l1 （Ω） A
20
100
200
300
400
500
600
700
材料 钼 钨 Φ18 硅碳棒 硅钼棒 0.054 0.055 3800 0.25 0.074 0.074 2400 0.35 0.100 0.099 1802 0.50 0.126 0.126 1600 0.65 0.152 0.154 1320 0.83 0.179 0.184 1200 1.02 0.205 0.213 1050 1.24 0.232 0.243 1020 1.46
温度 电阻系数 （℃）
(106 m)
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1600
1700
材料 钼 钨 Φ18 硅碳棒 硅钼棒 0.258 0.273 1000 1.70 0.284 0.303 980 1.94 0.314 0.335 1000 2.20 0.344 0.365 1020 2.44 0.374 0.396 1050 2.70 0.404 0.428 1200 2.96 0.435 0.461 1320 3.21 0.496 0.527 1450 3.73 0.526 0.559 —— 4.00
电阻炉设计举例
电阻炉技术发展趋势
高效节能技术
采用先进的保温材料、优化炉膛结构 和智能控制技术，降低能耗和提高能 源利用效率。
环保技术
采用低氮氧化物燃烧器、废气处理装 置等，降低废气排放对环境的影响。
智能化技术
采用物联网、大数据和人工智能等技 术，实现电阻炉的远程监控、故障诊 断和预测性维护。
多功能化技术
开发适用于不同行业的专用电阻炉， 满足不同生产工艺的需求。
电阻炉温度均匀性改善
温度均匀性定义
电阻炉的温度均匀性是指炉内各点温度的一致性，是保证产品质 量和节能减排的重要因素。
温度均匀性改善方法
通过合理布置发热元件、优化炉膛气流组织、采用智能控制算法等 手段，提高温度均匀性。
产品质量稳定性
改善温度均匀性可以减少产品在加热过程中的变形和开裂，提高产 品合格率和稳定性。
电阻炉设计举例
目 录
• 电阻炉概述 • 电阻炉设计基础 • 电阻炉设计举例 • 电阻炉性能优化 • 电阻炉的应用与发展趋势
01 电阻炉概述
电阻炉的定义与特点
01
电阻炉是一种利用电阻加热原理 的工业炉，通过电流在导电材料 中产生的热能来加热工件或物料 。
02
电阻炉具有能源利用率高、环保 、安全可靠等特点，广泛应用于 冶金、机械、化工、陶瓷等工业 领域。
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电阻炉安全性能提升
安全性能定义
人身财产安全
电阻炉的安全性能是指炉子在使用过 程中对操作人员和设备的安全保障能 力。
提升安全性能可以减少事故发生，保 障操作人员的人身安全和企业的财产 安全。
安全性能提升方法
通过加强炉子密封、设置安全保护装 置、制定安全操作规程等措施，提高 安全性能。
箱式电阻炉及温控系统结构设计
箱式电阻炉及温控系统结构设计1.炉体结构设计：箱式电阻炉的炉体一般由钢板焊接而成，具有良好的耐高温性能和结构强度。
炉体需要具备良好的隔热性能，以减少能量损失。
为此，可以在炉体内外分别设置隔热材料层，如石棉、硅酸铝纤维、陶瓷纤维等，同时在隔热材料层外再设置一层不锈钢金属材料，以增加炉体的稳定性。
2.加热元件设计：箱式电阻炉的加热元件主要有电阻丝和加热管两种形式。
电阻丝是通过通电使其发热来加热炉体，常用的电阻丝材料有镍铬合金、铬铝合金等。
加热管是通过通过加热管内的导热介质来实现加热，加热管一般为不锈钢管内填充密度较高的酸钠玻璃丝，加热管具有更高的加热效率和更均匀的温度分布。
3.温控系统设计：温控系统是箱式电阻炉的重要组成部分，其主要功能是实时监测和控制炉内温度。
温控系统一般由控制器、温度传感器、继电器等组成。
控制器负责接收温度传感器的信号，并通过继电器控制加热元件的通断，以达到设定温度的目的。
在温控系统设计中，需要考虑控制精度、稳定性和可靠性等因素。
在箱式电阻炉及温控系统的结构设计过程中，需要注意以下几点：1.炉体结构紧凑合理，并具备良好的隔热性能；2.加热元件设计要考虑加热效率、温度均匀性等因素；3.温控系统的设计要考虑控制精度、稳定性和可靠性；4.安全性是设计中重要的考虑因素，需要考虑炉体的绝缘性能、过温保护等措施；5.设备维护方便，易于清洁和更换损坏的零部件。
总之，箱式电阻炉及温控系统的结构设计需要综合考虑炉体结构、加热元件和温控系统三个方面，以实现高效、稳定的加热和温度控制效果。
同时，设计中还要注意安全性和维护性，以确保设备的正常运行和使用寿命。
电阻炉中发热元件的选择原则
电阻炉中发热元件的选择原则
在电阻炉中，发热元件是起到加热作用的重要部件。
选择合适的发热元件对于电阻炉的性能和使用寿命具有重要影响。
下面将从材料选择、尺寸设计以及使用条件等方面介绍电阻炉中发热元件的选择原则。
材料选择是选择发热元件的首要考虑因素。
发热元件的材料应具有较高的电阻率和较低的温度系数，以保证发热元件在高温下仍能稳定工作。
常用的发热元件材料有铬铁铝合金、铬铝合金和镍铬合金等。
这些材料具有良好的抗氧化性能和高温强度，能够在高温环境下稳定工作。
尺寸设计是选择发热元件的关键因素之一。
发热元件的尺寸设计应根据电阻炉的加热功率和加热区域的尺寸来确定。
一般来说，发热元件的截面积越大，其承载的电流越大，产生的热量也越多。
因此，在选择发热元件时，需要根据电阻炉的具体要求和使用环境来确定尺寸。
使用条件也是选择发热元件的重要考虑因素之一。
在选择发热元件时，需要考虑电阻炉的工作温度、使用环境和使用寿命等因素。
发热元件的材料和结构设计应能适应电阻炉的工作温度范围，并具有良好的抗氧化性能和耐热性能。
同时，发热元件的结构设计应具有一定的机械强度，能够承受电阻炉在使用过程中的振动和冷热循环
的影响。
电阻炉中发热元件的选择原则包括材料选择、尺寸设计和使用条件等方面。
合理选择发热元件能够保证电阻炉的正常工作和长期稳定性能。
在实际应用中，需要根据电阻炉的具体要求和使用环境来选择合适的发热元件，以提高电阻炉的加热效率和使用寿命。
箱式电阻炉安全操作规程 电阻炉操作规程
箱式电阻炉安全操作规程电阻炉操作规程箱式电炉（马弗炉）,适用于试验室或工厂作分析测定讨论,高温灼烧与金属热处理等工作之用.使用时配套的晶体管恒温自动温度掌控器或者与恒温掌控器搭配来掌控炉内箱式电炉（马弗炉）,适用于试验室或工厂作分析测定讨论,高温灼烧与金属热处理等工作之用.使用时配套的晶体管恒温自动温度掌控器或者与恒温掌控器搭配来掌控炉内温度进行工作.箱式电阻炉安全操作规程：1.装取试样时确定要切断电源，以防触电。
2.使用时切勿超过电阻炉的最高温度。
3.装取试样时炉门开启时间应尽量短，以延长电炉使用寿命。
4.禁止向炉膛内灌注任何液体。
5.不得将沾有水和油的试样放入炉膛；不得用沾有水和油的夹子装取试样。
6.装取试样时要戴手套，以放烫伤。
7.试样应放在炉膛中心，整齐放好，切勿乱放。
8.不得随便触摸电炉及四周的试样。
9.使用完毕后应切断电源、水源。
10.未经管理人员许可，不得操作电阻炉，严格依照设备的操作规程进行操作。
箱式电阻炉使用注意事项：1.将自动温度掌控器平放在平稳的地方,不要离电炉太近,以免电炉热量影响电子元件,将短路线拆去,再至电炉用电源线接入电炉,再将至电源线接入交流220V,并将电炉掌控器均有效接电。
2.用导线接热电偶至温度器,注意±极不可接错,安装完毕检查一遍是否有差错。
3.将温度调整器至所需温度,接上掌控箱”输入”之电源,打开电源开关,此时绿灯转为红灯亮即开始工作。
4.当电炉第一次使用或长期停用后再次使用，必需进行烘炉干燥—专业分析仪器服务平台,试验室仪器设备交易网,仪器行业专业网络宣扬媒体。
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高温电阻炉参数
高温电阻炉参数高温电阻炉是一种常见的高温实验设备，可用于热处理、烧结、脱气等实验，其参数的选择对实验结果有着重要的影响。
本文将从高温电阻炉的工作原理、参数的选择、维护等方面进行详细介绍。
一、高温电阻炉的工作原理高温电阻炉是利用电阻加热原理，通过将电能转化为热能，将试样加热至所需温度的实验设备。
其主要由电源、加热元件、温度控制系统、保护系统等组成。
其中，加热元件是高温电阻炉的核心部件，一般采用的是电阻丝或电阻片。
当电源通电时，电流通过加热元件，使其发热，从而将试样加热至所需温度。
温度控制系统则通过对加热元件电压的控制，来实现对试样温度的精确控制。
同时，保护系统可以对高温电阻炉进行过载、过热等保护，确保实验安全进行。
二、高温电阻炉参数的选择1. 加热元件加热元件是高温电阻炉的核心部件，其选用应根据试样的性质和实验要求进行选择。
常用的加热元件有电阻丝、电阻片、碳化硅棒等。
其中，电阻丝的加热速度较快，但其寿命较短，易受氧化和腐蚀；电阻片的加热速度较慢，但其寿命较长，抗氧化和腐蚀能力较强；碳化硅棒则具有较高的耐高温性能，但价格较高。
2. 最高温度最高温度是高温电阻炉的重要参数之一，其选用应根据试样的性质和实验要求进行选择。
一般来说，最高温度越高，加热速度越快，但也会增加设备的价格和使用难度。
常用的最高温度有1000℃、1200℃、1400℃、1600℃等。
3. 加热速度加热速度是指高温电阻炉将试样加热至目标温度所需的时间。
其选用应根据试样的性质和实验要求进行选择。
一般来说，加热速度越快，实验时间越短，但也会增加试样变形和热应力的风险。
常用的加热速度有1℃/min、10℃/min、100℃/min等。
4. 控温精度控温精度是指高温电阻炉将试样温度控制在目标温度范围内的精度。
其选用应根据实验要求进行选择。
一般来说，控温精度越高，实验结果越准确，但也会增加设备的价格和使用难度。
常用的控温精度有±1℃、±0.1%等。
箱式电阻炉的设计
箱式电阻炉的设计一、设计要求：1.加热效率高：箱式电阻炉使用电阻丝作为加热元件，电能会通过电阻丝发生热量的转化。
要提高加热效率，可以通过设计合理的加热元件布局来增大加热面积，增强传热效果。
2.均匀加热：为确保工件在电阻炉中能够得到均匀加热，应根据工件的尺寸及形状设计合适的加热元件布局。
同时，可在炉内配备风扇系统以提高空气循环，增强热量传递，使温度分布更加均匀。
3.温度控制精准：箱式电阻炉需要配备一套准确可靠的温度控制系统，可以使用PID控制器来实现温度的调控。
此外，还可设置多个温度探头来对不同位置进行实时监测，以确保整个炉腔温度的精确控制。
二、设计步骤：1.炉腔设计：根据工件的大小及数量确定炉腔的尺寸。
为了便于加热元件的安装和维护，炉腔应设计为可拆卸式，并合理考虑工件的进出口位置。
2.电阻丝布局：根据工件的形状及数量，设计合适的电阻丝布局。
可以将电阻丝分为多个相互独立的加热区域，每个区域的电阻丝布局应尽可能均匀且紧密，以实现加热效果的均匀性。
3.加热源设计：电阻炉的加热源主要是电阻丝。
要选择合适的电阻丝材料和规格，以及布局和连接方式。
电阻丝的连接点需要考虑其安全性和易于维护。
4.温度控制系统设计：设计合理的温度控制系统，可以选择PID控制器、温度传感器和放大器等元器件，根据工件的加热要求进行精确控制。
5.绝热材料选择：电阻炉为了减少热量损失，应选用具有良好绝热性能的材料。
常用的绝热材料有陶瓷纤维、耐高温板材等。
绝热材料的选择要考虑其耐高温性能、绝热效果以及工艺要求。
6.风扇系统设计：根据需要，可以设计风扇系统或风冷系统，以提高炉腔内空气的循环，增强热量传递，实现均匀加热。
7.安全性设计：设计时要考虑到设备的安全性，保证炉体结构牢固，防止温度逃逸或泄漏引发安全事故。
同时，在设备设计中应设置过温、漏电等保护装置，确保操作人员的安全。
8.操作人性化设计：对于箱式电阻炉的操作人员来说，易于操作和维护是一项重要的考虑因素。
电阻加热炉温度控制
微型计算机控制技术课程设计----电阻加热炉温度控制学院：信息工程学院专业班级：自动化0703班姓名：唐凯学号：07001139目录一、摘要二、总体方案设计1、设计内容及要求2、工艺要求3、要求实现的系统基本功能4、对象分析5、系统功能设计三、硬件的设计和实现四、数字控制器的设计）五、软件设计）1、系统程序流程图2、程序清单六、完整的系统电路图七、系统调试八、设计总结九、参考文献一、摘要温度是工业对象中主要的被控参数之一。
特别是在冶金、化工、机械各类工业中，广泛使用各种加热炉、热处理炉、反应炉等。
由于炉子的种类不同，所采用的加热方法及燃料也不相同，如煤气、天然气等。
但就控制系统本身的动态特性而言，均属于一阶纯滞后环节，在控制算法上基本相同，可采用PID控制或其他纯滞后补偿算法。
为了保证生产过程正常安全地进行，提高产品的质量和数量，以及减轻工人的劳动强度，节约能源，对加热用的各种电炉要求在一定条件下保持恒温，不能随电源电压波动或炉内物体而变化，或者有的电炉的炉温根据工艺要求按照某个指定的升温或保温规律而变化，等等。
因此，在工农业生产或科学实验中常常对温度不仅要不断地测量，而且要进行控制。
二、总体方案设计设计任务用一台计算机及相应的部件组成电阻炉炉温的自动控制系统，并使系统达到工艺要求的性能指标。
1、设计内容及要求电阻加热炉用于合金钢产品热力特性实验，电加热炉用电炉丝提供功率，使其在预定的时间内将炉内温度稳定到给定的温度值。
在本控制对象电阻加热炉功率为8KW，有220V交流电源供电，采用双向可控硅进行控制。
系统模型：2、工艺要求按照规定的曲线进行升温和降温，温度控制范围为50—350℃，升温和降温阶段的温度控制精度为+5℃，保温阶段温度控制精度为+2℃。
3、要求实现的系统基本功能微机自动调节：正常工况下，系统投入自动。
模拟手动操作：当系统发生异常，投入手动控制。
微机监控功能：显示当前被控量的设定值、实际值，控制量的输出值，参数报警时有灯光报警。
热处理电阻炉的设计
04 热处理电阻炉的节能与环 保设计
节材料
采用先进的保温材料，如 硅酸铝纤维毡、纳米陶瓷 纤维等，减少热量损失， 提高热效率。
智能控制系统
采用智能温度控制系统， 实现温度的精确控制，避 免过热和能源浪费。
炉膛材料
选择耐高温、耐腐蚀、保温性能好的材料。
通风设计
合理设计通风口的位置和大小，保证炉内温 度均匀和节能。
温度控制系统设计
温度传感器
选择合适的温度传感器，实现炉内温度的实 时监测。
温度控制仪表
选择高精度的温度控制仪表，实现温度的精 确控制。
控制算法
采用合适的控制算法，实现温度的快速、稳 定控制。
按照说明书逐步组装电阻炉，并确保所有电气和管道连接正确、牢固。
安装步骤与注意事项
遵守安全规定
准确测量与定位
在安装过程中，始终遵守国家和地方 的安全规定，确保人员和设备安全。
确保所有尺寸和定位准确，以免影响 正常使用和性能。
检查设备完整性
确保在运输过程中设备没有损坏，如 有损坏应及时联系供应商。
调试步骤与注意事项
热处理电阻炉的设计
目录
CONTENTS
• 热处理电阻炉概述 • 热处理电阻炉的设计要素 • 热处理电阻炉的材料选择 • 热处理电阻炉的节能与环保设计 • 热处理电阻炉的安装与调试
01 热处理电阻炉概述
定义与特点
定义
热处理电阻炉是一种利用电阻加热原 理，对金属材料进行加热处理的设备。
特点
具有加热速度快、温度均匀、节能环 保、操作简便等优点，广泛应用于金 属材料加工和制造行业。
注意观察与记录
箱式电阻炉使用说明书1
RX2系列箱式电阻炉使用说明书一、适用范围：本系列箱式电阻炉系周期作业式电阻炉,适用于一般金属零件的正火、退火、淬火及铝合金材料的固溶、时效等热处理加工之用。
二、基本结构：本系列箱式电阻炉主要由炉壳、炉衬、加热元件以及配套电气控制系统等组成。
炉壳由A3钢板及角钢、方通等型材焊接而成，炉壳内是一个由轻质耐火砖和硅酸铝耐火纤维等轻质耐火、保温材料砌成的炉膛，炉壳与炉膛之间的间隙部分填充优质保温岩棉。
加热元件是由高电阻合金丝绕成螺旋圈，均匀分布在炉膛两侧及底部。
炉门采用侧开式，炉门下装有一行程开关，与炉门开启联锁，当炉门打开时电炉电源即自行切断，以保证操作者的安全，在炉顶配有热电偶座，可插入热电偶，用来自动控温及超温保护。
配电箱安装在炉体的右侧面，方便操作。
（附：结构简图）三、主要技术参数：1、工作电源：380V ；频率：50HZ；2、额定功率：25KW；3、额定温度：950℃；4、有效尺寸：深600×宽400×高400mm；5、外形尺寸：6、加热元件：采用高电阻合金材料，材质OCr25AL5。
7、加热元件接法：Y8、电器控制：采用数显智能仪表（PID）自动控温、恒温计时、3相电流电压显示、超温报警、漏电保护等功能。
四、使用环境：1、温度：0~50℃；2、相对湿度：≤85%；3、周围无强烈的振动和气流存在；4、无腐蚀性气体存在。
五、安装与使用：1、安装前必须先检查加热元件是否有折断、裂纹、严重弯曲及脱出搁砖等现象。
同时还应检查相与相、引出棒与炉壳之间是否有短路等不正常现象。
2、检查加热元件、控制柜、热电偶与补偿导线、断路安全装置等导线的接线端的接触是否良好。
3、接地装置螺栓上应接上可靠的地线（包括电炉配用的控制柜），以保证操作人员安全。
4、按要求接好炉体与控制箱连线。
5、炉体安装完毕后，应校正电炉工作台面、炉底板的水平度。
6、电炉安装完毕后，在开始使用前必须进行烘炉，以除去炉衬内水分，提高绝缘性能，并使炉衬灰缝烧结，增加炉衬强度。
电阻炉加热元件的选用
电阻炉加热元件的选用
一．选择电热元件的基本要点
1．根据温度：（加热元件温度=炉膛温度+100--200度）
一般炉温小于1000度，选用NiCr,FeCrAl
炉温在1000—1200度之间，选用FeCrAl(Cr27Al7Mo2)
炉温大于1200度，选用纯金属或非金属
2．根据炉子结构特点
3．根据热处理工件情况
4．辐射效率高
5．来源方便
二．选择电热元件应具有下列性能
高电阻、截面积大、机械强度好、热膨胀系数小、化学性能稳定
三．加热元件表面负荷（W）选择
1．W越大，寿命越短
2．炉内温度高，有腐蚀性气氛时，W取小
3．加热元件有屏蔽物（诸如台车炉，加热元件在炉底板下）时，W取小4．炉内可通风，W取大（可增大百分之30—50）
5．带状元件，W取大（可增大百分之30—50）
6．更换困难的元件，W取小
四．合金元件表面负荷推荐
材质加热元件温度（单位：摄氏度）
小于1000 小于1100 小于1200
OCr25Al5 1.6--1.8 1.2--1.5 0.81
Cr20Ni80 1.1 0.5--0.8
Cr15Ni60 0.8
CrAl7Mo2在1200—1300度之间时，W取1.6—1.8 五．纯金属表面负荷
W、Mo、Ta在小于1800度时，W取10—20W/cm2 石墨W小于15—20W/cm2。
电阻炉用电热元件设计
电阻炉用电热元件设计电阻炉用电热元件设计(design of electrical heating elements for resistance furnace)利用导体的电阻产生热量为电阻炉供热的部件的设计。
有时电热元件仅指制成成品出售的电阻发热元件，如管状电热元件、碳化硅元件。
设计内容包括电热元件材料、结构尺寸和表面负荷率的选定以及电热元件计算。
材料选择炉温低于1350℃的工业电阻炉使用的高电阻电热合金有镍铬合金和铁铬铝合金两类(表1)。
非金属电热元件主要是碳化硅和二硅化钼元件。
碳化硅元件有多种形状：棒状端部加粗型(CG型)、棒状等直径型(DG型)、两根棒或三根棒的一端连在一起的槽型(DGC型)或三相型(DGS型)，还有单螺旋槽和双螺旋槽的硅碳管。
按制造质量不同，使用温度为1350～1500℃。
二硅化钼元件做成u形和w形，在氧化性气氛中用到1700℃。
有一种改性的硅化钼元件，用钨代替一部分钼，元件温度可达1900℃，用在炉温1820℃的特种电炉上。
管状电热元件是在低碳钢管或镍铬钢管内装入电阻丝再将其中的空隙用结晶氧化镁颗粒或石英砂填实。
它有多种形状，用于水、油、空气、盐浴、碱浴和易熔合金的加热，使用温度低于550℃。
有的在管内装上碳化硅元件，供内热式轻金属熔炼和保温炉使用。
铁铬铝合金是应用最广的电热合金，只是它的加工性能较差，使用后因晶粒长大而变脆，不易返修。
镍铬合金加工性能好，使用后不变脆，易于返修和焊接，但价格贵得多。
炉内气氛对电热元件的使用年限有影响，例如镍铬合金在含硫气氛中不稳定，会形成熔点仅797℃的硫化镍；铁铬铝合金在含硫气氛中却比较稳定，但它对于纯氮和氨又比较敏感。
在湿氢中这两类合金都不宜使用。
碳化硅元件用于湿氢、分解氨气氛中时，使用温度是1200～1300℃。
电阻丝、带的加工尺寸与安装有四种情况：(1)直径为d的电阻丝弯成“弓”字形，挂在炉顶吊钩或侧墙的销钉上、或支在炉底两支点上，弯折半径r=(1．35～2．2)d，通常d≥6mm。
电阻炉加热元件
电阻炉加热元件
《电阻炉加热元件》
一、简介
电阻炉加热元件(Resistance Furnace Heating Elements)是指将电能转换成热能的设备系统，通过加热元件将电的能量输入加热介质中，从而实现待加热介质的升温。
电阻炉加热元件一般由热电性材料制成，铝热电偶、钛热电偶、碳热电偶等等，有很多种可以使用的热电偶，按使用温度可分为低温、中温、高温加热元件。
二、作用
1、电阻炉加热元件可以调节温度，实现精准的温度控制；
2、电阻炉加热元件可以连续均匀的进行加热，实现均衡的加热；
3、电阻炉加热元件可以节约能源，实现节能降耗；
4、电阻炉加热元件可以减少温度的波动，实现稳定的温度环境。
三、特点
1、安全可靠；
2、质量可靠；
3、热电偶元件的热效率高，温度可控；
4、热电偶元件的加热调节精度高；
5、热电偶元件的操作灵活，方便快捷；
6、热电偶元件可以节约能耗，实现节能减排；
7、热电偶元件的特性稳定，耐用可靠。
电阻炉保温材料
电阻炉保温材料电阻炉是一种常见的加热设备，广泛应用于工业生产中的烧结、退火、热处理等领域。
为了保证电阻炉的高效运行，需要使用保温材料来减少能量损失和提高加热效率。
本文将介绍电阻炉保温材料的种类、特点及其选用原则。
一、电阻炉保温材料的种类1. 硅酸铝纤维：硅酸铝纤维是一种高温无机纤维，具有优异的耐高温性能和化学稳定性。
硅酸铝纤维具有轻质、柔软、易加工等特点，在电阻炉中应用广泛。
2. 陶粒：陶粒是由天然或人造陶土制成的颗粒材料，具有优异的隔热性能和化学稳定性。
陶粒具有轻质、耐腐蚀等特点，在电阻炉中应用广泛。
3. 软质板：软质板是由硅酸铝纤维或陶粒制成的板材，具有优异的隔热性能和耐高温性能。
软质板具有轻质、易加工等特点，在电阻炉中应用广泛。
4. 耐火砖：耐火砖是一种高温耐火材料，具有优异的耐高温性能和化学稳定性。
耐火砖具有重量大、成本高等特点，在电阻炉中应用较为局限。
二、电阻炉保温材料的特点1. 高温稳定性：电阻炉保温材料需要具有优异的耐高温性能，以保证在高温环境下不发生变形、裂纹等现象。
2. 隔热性能：电阻炉保温材料需要具有优异的隔热性能，以减少能量损失和提高加热效率。
3. 化学稳定性：电阻炉保温材料需要具有优异的化学稳定性，以避免在化学反应环境下发生腐蚀等现象。
4. 轻质易加工：电阻炉保温材料需要具有轻质、易加工等特点，以方便安装和维护。
三、电阻炉保温材料的选用原则1. 温度要求：根据电阻炉的使用温度选择合适的保温材料，确保其在高温环境下具有优异的稳定性能。
2. 应力要求：根据电阻炉内部应力情况选择合适的保温材料，以避免在高温环境下发生变形、裂纹等现象。
3. 化学环境要求：根据电阻炉内部化学环境选择合适的保温材料，以避免在化学反应环境下发生腐蚀等现象。
4. 成本要求：根据电阻炉使用成本和维护成本选择合适的保温材料，以实现经济效益最大化。
总之，电阻炉保温材料是影响电阻炉加热效率和使用寿命的重要因素。
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电阻炉加热元件的选取
一． 选择电热元件的基本要点
1． 根据温度：（加热元件温度=炉膛温度+100--200度）
一般炉温小于1000度，选用NiCr,FeCrAl
炉温在1000—1200度之间，选用FeCrAl(Cr27Al7Mo2)
炉温大于1200度，选用纯金属或非金属
4． 炉内可通风，W取大（可增大百分之30—50）
5． 带状元件，W取大（可增大百分之30—50）
6． 更换困难的元件，W取小
四． 合金元件表面负荷推荐
材质 加热元件温（单位：摄氏度）
小于1000 小于1100 小于1200
OCr25Al5 1.6--1.8 1.2--1.5 0.81
2． 根据炉子结构特点
3． 根据热处理工件情况
4． 辐射效率高
5． 来源方便
二． 选择电热元件应具有下列性能
高电阻、截面积大、机械强度好、热膨胀系数些化学性能稳定
三． 加热元件表面负荷（W）选择
1． W越大，寿命越短
2． 炉内温度高，有腐蚀性气氛时，W取小
3． 加热元件有屏蔽物（诸如台车炉，加热元件在炉底板下）时，W取小
Cr20Ni80 1.1 0.5--0.8
Cr15Ni60 0.8
CrAl7Mo2在1200—1300度之间时，W取1.6—1.8
五． 纯金属表面负荷
W、Mo、Ta在小于1800度时，W取10—20W/cm2
石墨W小于15—20W/cm2
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