真空热处理炉课程设计
课程设计_pfth型油淬真空炉设计
课程设计说明书设计说明书目录一:设计任务书---------------------------2 二: 加热部分设计------------------------2 1: 炉膛尺寸--------------------------22: 炉墙------------------------------23:炉用耐热钢------------------------34:加热元件设计----------------------3三: 淬火槽设计--------------------------5四:真空系统介绍------------------------6五:绘制炉型图--------------------------8一、设计任务书1）设计题目：pfth型油淬真空炉设计二、加热部分设计1炉膛尺寸炉子有效尺寸为500×1200，由于在摆放工件时需要考虑装料、出料方便和炉气流动，在工件之间要留有一定空间,工件与电热元件也要留出一定的空间’通常为100～150mm，靠近炉门初温度偏低，工件到炉门应留出100～200mm。
因此：炉膛长度：L=L1+0.2～0.3m炉膛宽度：B=B1+0.2～0.4m其中L1和 B1分别为炉子有效长度和宽度，这里炉子为柱状的，所以：炉膛直径R=500+300=800mm高度：H=1200+300=1500mm由于没有待处理的钢件，没有规定的温度，但通过电动率P和炉子的体积我们可以估算炉子的加热温度（经验公式）：我们设计的淬火炉的功率为150KW，那么可以估计一下炉子的加热温度大约有1200℃。
据此来确定炉墙材料和加热元件。
2 炉墙1000℃～1200℃的高温炉需要三层炉衬，即高铝砖、轻质耐火砖和保温材料，外加石棉板和钢板外壳。
查询《热处理炉》（西北工业大学出版）的炉墙组成表可知1200℃的炉墙组成为：3 炉用耐热钢热处理炉的炉内构件如炉底板、炉罐、导轨、料盘、炉辊、内罩等都是在高温下工作的，承受一定的载荷，并受到高温化学介质的腐蚀，因此这些构件必须用耐热钢制造。
热处理炉课程设计产量60
热处理炉课程设计产量60一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解热处理炉的基本工作原理和结构组成；2. 学生能够掌握热处理炉在工业生产中的应用及其对产量影响的关键因素；3. 学生能够描述热处理炉操作中的安全规程和节能措施。
技能目标：1. 学生能够运用数学和物理知识分析热处理炉的热效率，并优化操作参数以提高产量；2. 学生能够设计简单的热处理炉加热方案，通过实验或模拟验证方案的有效性；3. 学生能够运用团队合作和沟通技巧，完成热处理炉操作相关的模拟生产任务。
情感态度价值观目标：1. 学生能够培养对材料科学和制造业的探究兴趣，认识到热处理技术在现代工业中的重要性；2. 学生能够在学习和操作过程中形成安全意识和环保意识，理解遵守操作规程的必要性；3. 学生通过小组合作，培养团队协作精神，增强解决复杂工程问题的自信心。
本课程针对高年级学生，旨在通过热处理炉的相关知识学习，结合实际操作和模拟生产案例，提高学生理论联系实际的能力。
课程强调知识的应用性和操作的规范性，注重培养学生科学探究和问题解决的能力，以及在工程实践中所必需的团队合作和责任意识。
通过具体的学习成果的分解，课程旨在使学生在理解工业生产实际的同时，激发他们对科学研究的兴趣和对工程技术职业的向往。
二、教学内容1. 热处理炉的基本原理：- 热处理工艺的分类及作用；- 热处理炉的热传递方式和热效率；- 热处理炉的燃烧与控制原理。
2. 热处理炉的结构与操作：- 热处理炉的主要结构部件及其功能；- 热处理炉的操作流程与维护保养；- 热处理炉的安全生产规程。
3. 热处理炉在工业生产中的应用：- 热处理炉在不同工业领域的应用案例；- 热处理炉对产量影响的关键因素分析；- 提高热处理炉产量的措施和方法。
4. 热处理炉加热方案设计与优化：- 加热方案设计的基本原则；- 加热参数的优化方法；- 实验或模拟验证加热方案的有效性。
5. 热处理炉的节能与环保：- 热处理炉的节能措施；- 环保要求与排放标准；- 热处理炉操作中的环保意识培养。
热处理炉课程设计教材
热处理电阻炉设计一、 设计任务（见教材80页）二、 炉型选择根据设计任务给出的生产特点，选用中温（650~1000℃）箱式热处理电阻炉，炉膛不通保护气氛，为空气介质。
三、 确定炉膛尺寸1. 理论确定炉膛尺寸（1） 确定炉底总面积炉底总面积的确定方法有两种：实际排料法和加热能力指标法。
本设计用加热能力指标法来确定炉底面积。
已知炉子生产率h kg P 60=，按教材表5-1选择适用于淬火、正火的一般箱式炉，其单位炉底面积生产率)(12020h m kg p ⋅=。
因此，炉子的炉底有效面积（可以摆放工件的面积）1F 可按下式计算：2015.012060m p P F === 通常炉底有效面积和炉底总面积之比值在0.75～0.85之间选择。
炉子小取小值；炉子大取大值。
本设计取中值0.8，则炉底总面积F 为， 21625.080.05.080.0m F F === （2） 确定炉膛的长度和宽度 炉底长度和宽度之比B L 在3/2～2之间选择。
考虑到炉子使用时装、出料的方便，本设计取2=BL ，则炉子炉底长度和宽度分别为: m L B m F L 559.02118.12;118.15.0625.05.0====== （3） 确定炉膛高度炉膛高度和宽度之比BH 在0.5～0.9之间选择，大炉子取小值，小炉子取大值。
本设计取中值0.7，则炉膛高度为：m B H 391.0559.07.07.0=⨯== 2. 实际确定炉膛尺寸为方便砌筑炉子，需根据标准砖尺寸（230×113×65mm ），并考虑砌缝宽度（砌砖时两块砖之间的宽度，2mm ）、上、下砖体应互相错开以及在炉底方便布置电热元件等要求，进一步确定炉膛尺寸。
依据理论计算的炉膛长度、宽度和高度，进一步确定炉膛尺寸如下：m mm L 16.111605)2230(==⨯+=；m mm B 539.053924031152572)238(3)2113(2)255(==⨯+⨯+⨯=⨯++⨯++⨯+= m mm H 402.04026)265(==⨯+=注意：实际确定的炉膛尺寸和理论计算的炉膛尺寸不要差别太大。
真空热处理炉设计
真空热处理炉设计
1.设备结构和材料选择：
真空热处理炉的基本结构应该包括炉壳、绝热层、加热元件、冷却系统、真空系统和控制系统。
炉壳通常使用不锈钢材料制成，确保耐高温和抗腐蚀性能。
绝热层可以使用陶瓷纤维或耐火砖等材料，以保持炉体内高温环境的稳定性。
2.控制系统：
真空热处理炉的控制系统应具备温度、真空度和时间等参数的监测和调控功能。
温度控制通常采用热电偶或红外线传感器，并通过PID控制算法进行调节。
真空度的监测可以使用离子计、热阴极计或负荷阀等真空测量设备进行。
3.加热元件：
加热元件是实现炉体加热的关键组成部分，常用的加热元件包括电阻丝、石墨和电磁加热器。
这些加热元件应能够快速且均匀地提供热量，并具备较高的耐热性能。
4.真空系统：
真空系统主要包括真空泵和真空度控制装置。
真空泵的选择应根据炉体的尺寸和所需真空度进行，常用的真空泵有机械泵、扩散泵和栅极离子泵。
真空度控制装置可以通过电磁阀和流量计实现对真空度的调节。
5.安全保护：
6.能量消耗优化：
为了提高真空热处理炉的能效，可以考虑采用能量回收设备，如烟气热交换器和余热利用装置，以最大程度地回收炉体散发的热能。
最后需要指出，真空热处理炉的设计除了以上所述的几个方面外，还需要根据具体工艺要求和使用环境进行细致的设计和优化。
设计师应根据材料性质、工艺要求和经济可行性等因素综合考虑，以确保真空热处理炉能够满足客户需求，并在长期运行中保持高效、可靠和安全。
立式真空淬火炉设计说明书
课程设计立式真空淬火炉设计说明书（PFTH700/1600型）目录第一章前言 (3)第二章设计任务说明 (4)第三章确定炉体结构和尺寸 (5)3.1 炉膛尺寸的确定 (5)3.2 炉衬隔热材料的选择 (5)3.3各隔热层、炉壳内壁的面积及厚度 (6)3.3.1 隔热屏 (6)3.3.2 炉壳内壁 (7)第四章炉子热平衡计算 (9)4.1 有效热的计算 (9)4.2 无热功的计算 (9)4.3 结构的蓄热量 (12)4.4 炉子功率的验证 (14)第五章电热元件的选择及布置 (15)第六章工件进出料传送装置设计 (18)第七章其他部件的设计计算 (19)7.1 淬火油槽的设计 (19)7.2 冷却系统设计 (20)7.2.1 冷却水消耗计算 (20)7.2.2 确定水在水壳内的经济流速和当量直径 (21)7.2.3 球对流热换系数 (21)7.2.4 验算水冷炉壁得温度(℃) (21)7.2.5 冷却水的管道设计 (21)7.2.6 水冷系统的安全保护 (22)7.3 水冷电极 (22)7.4 观察窗 (22)7.5 热电偶测温装置 (22)7.6 风扇 (23)7.7 真空放气阀、真空安全阀 (23)7.8 法兰设计 (23)第八章真空热处理炉真空系统的设计 (24)8.1 根据设计技术条件,确定真空系统方案 (24)8.2 真空炉必要抽速计算 (24)8.3 根据炉子必要抽气速率选择主泵 (25)8.4 选配前级真空泵 (25)8.5 确定真空系统管及配件尺寸 (26)第九章真空热处理的优点 (27)第十章真空热处理炉特点 (28)第十一章参考文献 (29)第一章前言真空热处理技术是随着国防尖端工业、精密机械制造业等的发展而发展起来的新型热处理技术。
尤其是近年来，零件性能及精度要求的提高，使得真空热处理技术日益受到重视，不仅用于活泼及难熔金属的热处理，还逐渐推广到钢铁材料的退火、淬火、回火、渗碳、渗氮、渗金属等各领域。
第八章-真空热处理炉
也很小，这样B室进出气口的压力差也较小，被压缩气体返回的数量也相应 减少；同时，后级泵中易蒸发的油分子不断被前级A室抽走，油蒸气的分压 减少了，因而双级泵的油污染比单级小，极限真空度将大大提高。目前的 双级旋片真空泵的极限压力可10-2Pa。
既具有容积泵的工作原理，又有分子泵的抽气效应。由于转子的连 续旋转，被抽气体从泵进气口吸入到下转子与泵壳之间的空间 V0 内， 吸气后 V0 空间是全封闭状态。随着转子的转动，封闭的 V0 空间与排 气口相通，由于排气侧气体压力较高，引起一部分气体反冲过来，使 V0 空间内的气体压力突然
增高。当转子继续转动时， V0 空间内原来封入的气体连同反 冲的气体一起被排向泵外。这 时，上转子又从泵入口封入 V0 体积的气体。由于泵的连续运 转，使两个转子不停地形成封 闭空间 V0 又不停地将封闭空 间内的气体排出泵外，从而实 现了抽气的目的。
2）双级旋片泵
泵由两个工作室组成。A是低真空 级，B是高真空级，两室前后串联。
当泵开始工作，且吸入气体的压力 较高时(例如从大气压力开始抽气)，气 体经B室压缩，压力急增，则被压缩的 气体的一部分直接从辅助排气阀(1)排 出，另一部分则经由前级排出。
当泵工作一段时间后，B室吸入的 气体压力较低时，虽经B室的压缩，压 力也达不到一个大气压以上，排不开辅 助排气阀(1)，则吸入的气体全部进入
间均有间隙，不用润滑，摩擦损失小，可大大降低驱动功率，从而可实 现较高转速； (3)泵腔内无需用油密封和润滑，可减少油蒸气对真空系统的污染； (4)泵腔内无压缩，无排气阀。结构简单、紧凑，对被抽气体中的灰尘和水 蒸汽不敏感； (5) 压缩比较低，对氢气抽气效果差； (6) 转子表面为形状较为复杂的曲线柱面，加工和检查比较困难。
热处理炉课程设计CAD
热处理炉课程设计CAD一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握热处理炉的基本结构及其在工业中的应用。
2. 使学生了解CAD软件在热处理炉设计中的应用，掌握基本的热处理炉设计参数和流程。
3. 帮助学生理解热处理工艺对材料性能的影响，以及热处理炉在设计中的关键因素。
技能目标：1. 培养学生运用CAD软件进行热处理炉设计的能力，能独立完成热处理炉的平面布局和三维模型构建。
2. 提高学生在热处理炉设计中的问题分析、解决方案设计的能力，具备一定的创新意识和实践操作能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对热处理炉设计及其在制造业中重要性的认识，激发学生的学习兴趣和探究精神。
2. 引导学生关注热处理炉设计在实际生产中的应用，培养其良好的工程意识和职业道德。
3. 通过团队协作完成课程任务，培养学生的沟通能力和团队合作精神。
课程性质：本课程为专业技术课程，以实践操作为主，结合理论知识，培养学生的热处理炉设计和CAD软件应用能力。
学生特点：学生已具备一定的机械制图和CAD软件基础，具有一定的动手能力和独立思考能力。
教学要求：结合课本内容，以实际操作为主，注重培养学生的实践能力和创新精神，将理论知识与实际应用紧密结合，提高学生的综合素质。
通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，为将来的职业发展打下坚实基础。
二、教学内容1. 热处理炉基本结构及工作原理：讲解热处理炉的组成、分类及各部分功能，使学生了解热处理炉的基本工作原理。
2. CAD软件在热处理炉设计中的应用：介绍CAD软件在热处理炉设计中的作用，学习CAD软件的基本操作和常用功能。
- 教材章节：第二章第三节- 内容列举：CAD软件安装与启动、界面认识、基本绘图命令、修改命令、标注及文字注释等。
3. 热处理炉设计参数与流程：学习热处理炉设计中的关键参数和设计流程，使学生掌握热处理炉设计的基本要求。
- 教材章节：第三章第二节- 内容列举：热处理炉设计规范、热处理工艺参数、炉膛尺寸计算、加热元件选型等。
热处理炉课程设计说明书.
热处理炉课程设计说明书班级：材料物理111班学生姓名：张昊天学号：1320111964指导教师：王操江西理工大学材料科学与工程学院2015 年01 月06 日目录一、序言 (3)二、设计任务书 (4)三、炉型选择 (5)四、确定炉体结构和尺寸.................................. (5)五、计算砌体平均表面积 (6)六、炉子功率的计算 (7)七、炉子热效率计算 (10)八、炉子空载是的功率计算 (10)九、空炉升温时间计算 (10)十、功率的分配与接线 (12)十一、炉子技术指标（标牌） (13)十二、设计小结 (14)一、序言热处理炉课程设计是在我们学完了大学的这门专业课、以及大部分专业课之后进行的。
这是我们在进行课程设计对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年大学生活中占有重要的地位，本次课程设计旨在培养我们实际设计热处理炉及相关设备的能力，通过这次设计我将使我们获得综合运用过去所学知识，为将来搞好毕业设计、走上工作岗位打下坚实基础。
就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次锻炼。
此次课程设计对给定的生产率分析并进行技术指标设计，其中考察了炉体材料选择，不同结构部位尺寸的选择，能量与实际结构的院系及实际要求，热力学，电学相关知识，历时两个星期的设计加深了对所学知识的理解，有助于今后能够熟练地运用于工作中。
设计过程中遇到一些疑问经过老师的悉心指导都得以解决，在此对老师表示忠心地感谢。
适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后工作打下一个良好的基础。
由于能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指教。
二、设计任务书江西理工大学材料学院2011级材料物理专业热处理炉课程设计任务书І、课程设计名称：热处理炉设计П、课题名称：箱式电阻炉的设计Ш、课程设计使用的原始资料（数据）及设计技术要求：设计题目：为某厂实际一台热处理炉，其技术条件如下。
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＝2×（1340×940＋1340×890＋940×890） ＝6.5776 ㎡ 第六层面积：
F1=6.08 ㎡ F2 =6.2026 ㎡ F3 =6.3264 ㎡ F4 ＝6.4514 ㎡ F5 ＝6.5776 ㎡
F6 ＝2× L6 B6 L6 H 6 B6 H 6 ＝2×（1350×950＋1350×900＋950×900） ＝6.7050 ㎡
1 热
4.96
F热 F1
1 1
1
1 0.95
4.96 0.45216 1 1
6.08 0.133
＝3.226J/(㎡·h·K 4 )
其中 F1 由前面算得，F 热 为加热元件的表面积。 同样计算得：
C＝ 12
1 1
4.96
F1 F2
1 2
1
பைடு நூலகம்
1 0.133
4.96 6.08 1 6.2026 0.096
＝ 0.5B2 P水 S C2
F6 ＝6.705 ㎡ F冷 ＝6.8336 ㎡
＝
0.5 902 2 105
2.0 0.32
＝280.3Mpa≤0.9
s
＝324Mpa
＝280.3Mpa
则所需壁厚符合要求，即 S＝20 ㎜
≤0.9 s ＝324Mpa
三、炉子热平衡计算
S＝18 ㎜
1、有效热消耗的计算
按设计计算，第一层钼辐射屏与炉温相等，以 后各辐射屏逐层降低，钼层每层降低 250℃左右， 不锈钢层每层降低 150℃左右。
则按上述设计，各层的设计温度为： 第一层：1300℃；第二层：1050℃； 第三层：800℃；第四层：550℃； 第五层：400℃；第六层：250℃； 水冷夹层壁：100℃ 最后水冷加层壁的温度为 100℃<150℃， 符合要求。 3、各隔热层、炉壳壁的面积及厚度 （1）、隔热屏 由于隔热层屏与屏之间的间距约 8～15mm，这 里我们取 10mm。钼层厚度 0.3mm，不锈钢层厚度 0.6mm。屏的各层间通过螺钉和隔套隔开。
布置加热器，温度偏低。因此，隔热屏每端应大于
有效加热区约 150—300mm，或更长一些。从传热学
的观点看，圆筒形的隔热屏热损失最小，宜尽量采用。
则：
L＝900＋2×(150～300)＝1100～1400mm
B＝600＋2×(50～150)＋2×(50～100)
＝800～1100mm
H＝450＋2×(50～150)＋2×(50～100)
第一层面积： F1＝2× L1 B1 L1 H1 B1 H1
＝2×(1300×900＋1300×850＋900×850) ＝6.08 ㎡ 第二层面积： F2 ＝2× L2 B2 L2 H 2 B2 H 2 ＝2×（1310×910＋1310×860＋910×860） ＝6.2026 ㎡ 第三层面积： F3 ＝2× L3 B3 L3 H 3 B3 H 3 ＝2×（1320×920＋1320×870＋920×870） ＝6.3264 ㎡ 第四层面积： F4 ＝2× L4 B4 L4 H 4 B4 H 4 ＝2×（1330×930＋1330×880＋930×880） ＝6.4514 ㎡
S 0 ＝225.5×B/ 弯
＝225.5×90/ 360106 ＝1.0696 ㎝ 式中：B——矩形板窄边长度，B＝90 ㎝;
弯 ——45 号优质碳素钢的弯曲许用应力
为 360Mpa。 实际壁厚：S＝S 0 ＋C＝17＋3＝20 ㎜ 式中：C——壁厚附加量； C＝C1 ＋C 2 ＋C 3 ＝1＋1＋1＝3。 水压试验时，其应力为
（2）、炉壳壁 炉壳采用双层冷冷却水结构，选用 45 号优质
碳素钢。 炉壳壁面积：
F冷 ＝2× L冷 B冷 L冷 H冷 B冷 H冷
＝2×（1360×960＋1360×910＋960×910） ＝6.8336 ㎡ 壁厚按矩形平板计算，板周边固定，受外压 1×10 5 Pa，水压实验按 P 水 ＝2×105Pa 计。
L=1300 ㎜
＝650～950mm
B=900 ㎜
不妨，我们取 L=1300 mm；B=900mm；H=850mm。
H=850 ㎜
2、炉衬隔热材料的选择 由于炉子四周具有相似的工作环境，我们一般
选用相同的材料。为简单起见，炉门及出炉口我 们也采用相同的结构和材料。这里我们选用金属 隔热屏，由于加热炉的最高使用温度为 1300℃， 这里我们采用六层全金属隔热屏，其中三层为 钼层，外三层为不锈钢层。
＝106220.4KJ/h
Q 有效 ＝106220.4KJ/h
2、无功热损失的计算
（1）、通过隔热屏热损失 Q1 的计算 电热元件、隔热屏的黑度为：热 ＝0.95；
1＝0.133； 2 ＝0.096； 3 ＝0.096； 4 ＝ 5 ＝ 6 ＝0.5； 冷 ＝0.56。 则导来辐射系数：
C 热1 ＝
为 900mm×600mm×450mm ，隔热屏部结构尺寸
主要根据处理工件的形状、尺寸和炉子的生产率决定，
并应考虑到炉子的加热效果、炉温均匀性、检修和装
出料操作的方便。一般隔热屏的表面与加热器之
间的距离约为 50—100mm；加热器与工件(或夹具、
料筐)之间的距离为 50 一 150mm。隔热屏两端通常不
工件和夹具在 1300℃和 20℃的比热容分别为
C ＝0.636Kg/(kg•℃)和 C ＝0.486Kg/(kg•℃)，
1
0
它们的质量分别为 G 工 =160kg,G 夹 =10kg
则
Q 有效 ＝Q 工 ＋Q 夹 ＝（G 工 ＋G 夹 ）×(C1 t1 －C 0 t 0 ) ＝(120＋10)×(0.636×1300－0.486×20)
真空热处理炉 设计说明书
（课程设计）
一、设计任务说明说：
WZC-60 型真空淬火炉技术参数：
项目
单位
指标
炉子有效尺寸 mm
900×600×450
最大装炉量
Kg
210
最大温度
℃
1300
压升率
Pa/h
0.67
额定功率
Kw
100
二、确定炉体结构和尺寸：
1、炉膛尺寸的确定
由设计说明书中，真空加热炉的有效加热尺寸
1
＝0.2961KJ/(㎡·h·K 4 )
C 23 ＝
1 2
4.96
F2 F3
1 3