热处理箱式电阻炉的设计学习资料
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。
中温箱式电阻炉课程设计说明书

一、炉型的选择因为工件材料为低合金钢,热处理工艺为正火,对于低合金钢正火最高温度为【912+(30~50)】℃,选择中温炉(上限950℃)即可,同时工件没有特殊规定也不是长轴类,则选择箱式炉,并且无需大批量生产、工艺多变,则选择周期式作业。
综上所述,选择周期式中温箱式电阻炉。
二、炉膛尺寸的确定1、用炉底强度指标法计算炉底有效面积:查表得炉底强度h G =100Kg/(m 2·h )F 效=h gG 件=60100=0.6(m 2) 炉膛有效尺寸:L 效=效)(F 5.1~2L 效(m )=960mm炉膛有效宽度:B 效=效(F 2/3)~2/1B 效选择 1000m m ×600mm ×45mm/12mm 的炉底板,取B 效=0.6m2、 炉膛内腔砌墙尺寸炉膛宽度:B 砌=B 效+2×(0.1~0.15)B 砌=0.6+2×0.125=0.85 (m)炉膛长度:L 砌=L 效+0.16 =1.12(m )炉膛内高度:H 砌=(0.5~0.9)B 砌H 砌=0.8×0.85=0.68 (m )层数n=067.0108.03-⨯⨯砌B =10.1 选择10层∴炉膛高度H 砌=10×67+42+39=0.751(m)三、炉体结构设计与材料选择(一)、选择炉衬材料部分炉体包括炉壁、炉底、炉底、炉门、炉壳架几部分。
炉体通常用耐火层和保温层构成,尺寸与炉膛砌筑尺寸有关。
设计时应满足下列要求:(1)确定砌体的厚度尺寸要满足强度要求,并应与耐火砖、隔热保温砖的尺寸相吻合;(2)为了减少热损失和缩短升温时间,在满足强度要求的前提下,应尽量选用轻质耐火材料;(3)要保证炉壳表面温升小于50℃,否则会增大热损失,使环境温度升高,导致劳动条件恶化。
(二)、炉体结构设计和尺寸本炉设计为两层炉壁内层选用RNG-0.6型轻质粘土砖,其厚度S 1=115mm ;外层选用硅酸铝耐火纤维,体积密度λ2=105Kg/m 3厚度S 2待计算;RNG-0.6型轻质粘土砖:ρ1=600【Kg/ m 3】λ1=0.165+0.194×10-3t 均【w/(m ·℃)】C 1=0.836+0.263×10-3t 均【KJ/(Kg ·℃)】耐火纤维当t 3=60℃时,由表查得α∑=12.17【W/(㎡·℃)】∴ q=12.17×(50-20)=486.8(W/㎡)将上述各数据代入公式得: ()[]115.08.486950165.095010194.05.010194.02165.0165.010194.01t 233232⨯-⨯+⨯⨯⨯⨯⨯++-⨯=---=782(℃)代入数据解得:纤维层厚度:()107.0607828.4861S 2⨯-⨯==228(mm ) 取S 2=230mm(三)、炉顶的设计炉膛宽度为850mm ,采用拱顶,拱角60°的标准拱顶,拱顶式炉子最容易损坏的部位,受热时耐火砖发生膨胀,造成砌筑拱顶时,为了减少拱顶向两侧的压力,应采用轻质的楔形砖与标准直角砖混合砌筑。
热处理炉(箱式电阻炉)设计
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热处理炉设计一、 设计任务设计一箱式电阻炉,计算和确定主要项目,并绘出草图。
基本技术条件:(1)用途:低合金钢等的回火;(2)工件:中小型零件,小批量多品种,最长0.8m ;(3)最高工作温度为550℃;(4)炉外壁温度小于60℃;(5)生产率:120kg/h 。
设计计算的主要项目:(1) 确定炉膛尺寸;(2) 选择炉衬材料及厚度,确定炉体外形尺寸;(3) 计算炉子功率,进行热平衡计算,并与经验计算法比较;(4) 计算炉子主要经济技术指标(热效率,空载功率,空炉升温时间);(5) 选择和计算电热元件,确定其布置方法;(6) 写出技术规范。
二、 炉型选择根据设计任务给出的生产特点,选用低温(≦550℃)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 120=,按教材表5-1选择适用于回火的一般箱式炉,其单位炉底面积生产率)(00120h 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:201 1.2100120m 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。
本设计取值0.85,则炉底总面积F 为: 21 1.41285.01.285.0m F F ≈== (2) 确定炉膛的长度和宽度 炉底长度和宽度之比BL 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 840.021.6802680.15.01.4125.0======(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 588.0840.07.07.0=⨯==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。
箱式电阻炉1200℃设计
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箱式电阻炉1200℃设计简介箱式电阻炉是一种常用的实验设备,主要用于高温实验和热处理。
本文将介绍设计一个箱式电阻炉,能够达到1200℃的温度。
设计要求为了满足1200℃的工作温度,我们需要考虑以下设计要求:1.炉体材料应具备较高的耐高温性能;2.保温层要能有效减少热量的散失;3.控温系统要精确而稳定;4.安全性能要高,包括过热保护和漏电保护。
设计方案1. 炉体材料选择炉体材料需要具备较高的耐高温性能,一般可以选择使用耐火砖或高温陶瓷材料。
耐火砖具有良好的耐高温和隔热性能,但相对较重;高温陶瓷材料则轻盈且性能稳定。
根据实际需求和预算情况,可以选择适合的炉体材料。
2. 保温层设计保温层的设计可以采用多层结构,以确保热量的有效保持。
常用的保温材料包括氧化铝纤维、硅酸钙纤维、硅酸铝纤维等。
保温材料的厚度和密度需要根据实际情况进行调整,以达到理想的保温效果。
3. 控温系统控温系统是箱式电阻炉的核心组成部分,它决定了炉内温度的精确性和稳定性。
常用的控温系统包括PID控制器和温度传感器。
PID控制器能够根据温度误差自动调整炉内的加热功率,以达到设定的温度值。
温度传感器负责实时监测炉内温度,将数据反馈给PID控制器。
通过合理的参数设置和精确的传感器,可以实现精确控温。
4. 安全性能为了保证使用过程中的安全性,必须配置过热保护和漏电保护装置。
过热保护装置可以设置在温度传感器附近,一旦探测到异常高温,就会自动切断加热源的电源,以防止火灾发生。
漏电保护装置则用于检测漏电情况,一旦检测到漏电,将自动切断电源以保证人身安全。
总结设计一个能够达到1200℃的箱式电阻炉需要考虑炉体材料、保温层设计、控温系统和安全性能等方面的要求。
选择合适的耐火材料、设计适当的保温层、配置精确稳定的控温系统和安全保护装置,可以实现高温实验和热处理的需求,同时确保使用过程的安全性。
希望本文对设计1200℃箱式电阻炉有所帮助。
热处理炉(箱式电阻炉)设计
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热处理炉设计一、 设计任务设计一箱式电阻炉,计算和确定主要项目,并绘出草图。
基本技术条件:(1)用途:低合金钢等的回火;(2)工件:中小型零件,小批量多品种,最长0.8m ;(3)最高工作温度为550℃;(4)炉外壁温度小于60℃;(5)生产率:120kg/h 。
设计计算的主要项目:(1) 确定炉膛尺寸;(2) 选择炉衬材料及厚度,确定炉体外形尺寸;(3) 计算炉子功率,进行热平衡计算,并与经验计算法比较;(4) 计算炉子主要经济技术指标(热效率,空载功率,空炉升温时间);(5) 选择和计算电热元件,确定其布置方法;(6) 写出技术规范。
二、 炉型选择根据设计任务给出的生产特点,选用低温(≦550℃)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 120=,按教材表5-1选择适用于回火的一般箱式炉,其单位炉底面积生产率)(00120h 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:201 1.2100120m 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。
本设计取值0.85,则炉底总面积F 为: 21 1.41285.01.285.0m F F ≈== (2) 确定炉膛的长度和宽度 炉底长度和宽度之比BL 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 840.021.6802680.15.01.4125.0======(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 588.0840.07.07.0=⨯==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。
(完整word版)箱式电阻炉课程设计
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一、设计任务书题目:设计一台中温箱式热处理电阻炉;炉子用途:中小型零件的热处理;材料及热处理工艺:中碳钢毛坯或零件的淬火、正火及调制处理;生产率:160 kg/h;生产要求:无定型产品,小批量多品种,周期式成批装料,长时间连续生产;要求:完整的设计计算书一份和炉子总图一张。
二、炉型的选择根据生产特点,拟选用中温箱式热处理电阻炉,最高使用温度,不通保护气氛.三、确定炉体结构及尺寸1.炉底面积的确定因无定型产品,故不能用实际排料法确定炉底面积,只能用加热能力指标法.已知生产率p为160 kg/h,按照教材表5—1选择箱式炉用于正火和淬火时的单位面积生产率p0为120 kg/(m2﹒h),故可求得炉底有效面积:由于有效面积与炉底总面积存在关系式,取系数上限,得炉底实际面积:2.炉底长度和宽度的确定由于热处理箱式电阻炉设计时应考虑出料方便,取,因此,可求得:根据标准砖尺寸,为便于砌砖,取,如总图所示。
3。
炉膛高度的确定按照统计资料,炉膛高度与宽度之比通常在之间,根据炉子工作条件,取。
因此,确定炉膛尺寸如下:长宽高为避免工件与炉内壁或电热元件搁砖相碰撞,应使工件与炉膛内壁之间有一定的空间,确定工作室有效尺寸为:4。
炉衬材料及厚度的确定由于侧墙、前墙及后墙的工作条件相似,采用相同炉衬结构,即轻质粘土砖,密度为的普通硅酸铝纤维毡,级硅藻土砖.炉顶采用轻质粘土砖,密度为的普通硅酸铝纤维毡,膨胀珍珠岩。
炉底采用三层轻质粘土砖,密度为的普通硅酸铝纤维毡,级硅藻土砖和膨胀珍珠岩复合炉衬.炉门用轻质粘土砖,密度为的普通硅酸铝纤维毡,级硅藻土砖。
炉底隔砖采用重质粘土砖,电热元件搁砖选用重质高铝砖。
炉底板材料选用耐热钢,根据炉底实际尺寸给出,分三块或者四块,厚.四、砌体平均表面积计算砌体外廓尺寸如下:试中——拱顶高度,此炉子采用60°标准拱顶,取拱弧半径,则f可由求得.1.炉顶平均面积2。
炉墙平均面积炉墙面积包括侧墙及前后墙,为简化计算,将炉门包括在前墙内。
箱式电阻炉设计(修改版)
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佳木斯大学热处理设备课程设计(说明书)题目:热处理箱式电阻炉的设计(生产率110kg/h,温度≤600℃)院(系):材料科学与工程学院专业班级:金属一班学号:**********学生姓名:位来指导教师:**起止时间:2012-11-19~2012-12-10课程设计任务及评语目录一、炉型的选择 (1)二、确定炉体结构和尺寸 (1)三、砌体平均表面积计算 (2)四、计算炉子功率 (2)五、炉子热效率计算 (5)六、炉子空载功率计算 (5)七、空炉升温时间计算 (5)八、功率的分配与接线 (6)九、电热元件材料选择及计算 (6)十、电热体元件图 (7)十一、电阻炉装配图 (7)十二、电阻炉技术指标 (7)参考文献 (8)设计任务:按工作要求可设计一台热处理电阻炉,其技术要求为:(1)用途:中低碳钢、合金钢毛坯或零件的淬火、正火处理,处理对象为中小型零件,无定型产品,处理批量为多品种,小批量;(2)生产率:110kg/h;(3)工作温度:最高使用温度≤600℃;(4)生产特点:周期式成批装料,长时间连续生产。
一、炉型的选择根据设计任务给出的技术要求和生产特点,本设计宜选用箱式热处理电阻炉。
二、确定炉体结构和尺寸1.炉底面积的确定根据所学知识炉底面积用炉底强度来计算。
生产率为110kg/h,即可选择箱式炉用于淬火和正火时的单位面积炉底强度h为115kg/(m2·h),故可求得炉底有效面积F1 = P/h= 110/115 = 0.96m2K为有效面积与炉底总面积的比例系数,K=F/F1=0.75~0.85,我们取系数为0.84,则炉底实际面积:F = F1/0.84 =0.96/0.84 =1.14m22.炉底长度和宽度的确定考虑到工作时的状态,长度与宽度之比L/B=3:2,因此可知B =930m,L =1310m。
又因为要考虑便于砌砖,根据标准砖尺寸,取L =1380mm,B =920mm。
箱式电阻炉课程教学设计
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一、设计任务书题目:设计一台中温箱式热处理电阻炉; 炉子用途:中小型零件的热处理;材料及热处理工艺:中碳钢毛坯或零件的淬火、正火及调制处理; 生产率:160 kg/h ;生产要求:无定型产品,小批量多品种,周期式成批装料,长时间连续生产; 要求:完整的设计计算书一份和炉子总图一张。
二、炉型的选择根据生产特点,拟选用中温箱式热处理电阻炉,最高使用温度950℃,不通保护气氛。
三、确定炉体结构及尺寸 1.炉底面积的确定因无定型产品,故不能用实际排料法确定炉底面积,只能用加热能力指标法。
已知生产率p 为160 kg/h ,按照教材表5-1选择箱式炉用于正火和淬火时的单位面积生产率p 0为 120 kg/(m 2﹒h),故可求得炉底有效面积:F 1=P P 0=160120=1.33 m 2 由于有效面积与炉底总面积存在关系式F 1F ⁄=0.75~0.85,取系数上限,得炉底实际面积:F =F 1=1.33=1.57 m 2 2.炉底长度和宽度的确定由于热处理箱式电阻炉设计时应考虑出料方便,取L B ⁄=2,因此,可求得:L =√F 0.5⁄=√1.570.5⁄=1.772 mB =L 2⁄=1.7722⁄=0.886 m根据标准砖尺寸,为便于砌砖,取L =1.741 m ,B =0.869 m ,如总图所示。
3.炉膛高度的确定按照统计资料,炉膛高度H与宽度B之比H B⁄通常在0.5~0.9之间,根据炉子工作条件,取H B⁄=0.64Om。
因此,确定炉膛尺寸如下:长L=(230+2)×7+(230×1+2)=1741 m2宽B=(120+2)×4+(65+2)+(40+2)×2+(113+2)×2=869 mm高H=(65+2)×9+37=640 mm为避免工件与炉内壁或电热元件搁砖相碰撞,应使工件与炉膛内壁之间有一定的空间,确定工作室有效尺寸为:=1500 mmL效=700 mmB效=500 mmH效4.炉衬材料及厚度的确定由于侧墙、前墙及后墙的工作条件相似,采用相同炉衬结构,即113mm QN−0.8轻质粘土砖,+80 mm密度为250 kg m3⁄的普通硅酸铝纤维毡,+113mm B级硅藻土砖。
650℃ 90kgh的箱式电阻炉设计 课程设计报告
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报告题目:650℃90kg/h的箱式电阻炉设计《热处理设备》课程设计任务书课题名称650 ℃90 kg/h的箱式电阻炉设计完成时间20XX-10-20指导教师职称高工、讲师学生姓名班级总体设计要求和技术要点总体设计要求:1.通过设计,培养学生具有初步的设计思想和分析问题、解决问题的能力,了解设计的一般方法和步骤。
2.初步培养学生的设计基本技能,如炉型的选择、结构尺寸设计计算、绘图、查阅手册和设计资料,熟悉标准和规范等。
3.使学生掌握设计热处理设备的基本方法,能结合工程实际,选择并设计常用热处理设备,培养学生对工程技术问题的严肃认真和负责的态度。
设计一台热处理箱式电阻炉,其技术要点为:1.用途:中碳钢、低合金钢毛坯或零件的淬火、正火、调质处理及回火。
2.工件:中小型零件,无定型产品,处理批量为多品种,小批量;3.最高工作温度:≤650、750、850、950、1100℃、1200℃(选一个温度);4.生产率:60-120kg/h(分7份);5.生产特点:周期式成批装料,长时间连续生产。
工作内容及时间进度安排1.热处理设备设计准备 0.5天2.箱式电阻炉结构尺寸计算、选择炉体材料、计算分配电阻炉加热功率 0.5天3.计算电热元件尺寸、进行结构设计 0.5天3.核算设备技术经济指标 0.5天4.绘制电阻炉总图、电热元件零件图 1.0天5.编写设计说明书、使用说明书 0.5天6.设计总结 0.5天7.答辨 1.0天课程设计成果1、设计说明书:设计说明书是存档文件,是设计的理论计算依据。
说明书的格式如下: (1)统一模板,正规书写;(2)说明书的内容及计算说明项目:(a )、对设计课题的分析;(b )、设计计算过程;(c )、炉子技术指标;(d )、参考文献。
2、设计图纸:(1)电阻炉总图一张(A 3),要求如下:(a )、图面清晰,比例正确;(b )、尺寸及其标注方法正确;(c )、视图、剖视图完整正确;(d )、注出必要的技术条件。
箱式电阻炉的设计
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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。
箱式电阻炉课程设计

800℃/100kg/h的箱式电阻炉设计专业:材料科学与工程:天美学号:201002040424指导老师:周世杰善华素田目录一、设计任务书 (2)二、炉型的选择 (2)三、确定炉体结构及尺寸 (2)1.炉底面积的确定 (2)2.炉底长度和宽度的确定 (2)3.炉膛高度的确定 (3)4.炉衬材料及厚度的确定 (3)四、砌体平均表面积计算 (4)1.炉顶平均面积 (5)2.炉墙平均面积 (5)3.炉底平均面积 (5)五、计算炉子功率 (6)1.根据经验公式法计算炉子功率 (6)2.根据热平衡计算炉子功率 (7)六、炉子热效率计算 (14)1.正常工作时的效率 (14)2.在保温阶段,关闭炉门时的效率 (14)七、炉子空载功率计算 (15)八、空炉升温时间计算 (15)1.炉墙及炉顶蓄热 (15)2.炉底蓄热计算 (17)3.炉底板蓄热计算 (19)九、功率的分配与接线 (20)十、电热元件材料选择及计算 (20)1.图表法 (20)2.理论计算法 (21)十一、炉子构架、炉门启闭机构和仪表图(略) (24)十二、炉子总图,主要零部件图及外部接线图(略),砌体图 (24)十三、炉子技术指标(标牌) (24)十四、编制使用说明书(略) (24)一、设计任务书题目:设计一台中温箱式热处理电阻炉;炉子用途:碳钢、低合金钢等的淬火、调质以及退火、正火;工件:,小批量多品种,最长0.8m;生产率:100 kg/h;生产要求:无定型中小型零件,小批量多品种,最长0.8m周期式成批装料,长时间连续生产;要求:完整的设计算书一份和炉子总图一。
二、炉型的选择根据生产特点,拟选用中温箱式热处理电阻炉,最高使用温度,炉外壁温度为,不通保护气氛。
三、确定炉体结构及尺寸1.炉底面积的确定因无定型产品,故不能用实际排料法确定炉底面积,只能用加热能力指标法。
已知生产率p为100 kg/h,按照教材表5-1选择箱式炉用于正火和淬火时的单位面积生产率p0为100 kg/(m2﹒h),故可求得炉底有效面积:由于有效面积与炉底总面积存在关系式,取系数上限,得炉底实际面积:2.炉底长度和宽度的确定由于热处理箱式电阻炉设计时应考虑出料方便,取,因此,可求得:根据标准砖(轻质耐火砖)尺寸,为便于砌砖,取,如总图所示。
箱式电阻炉课程设计(精编文档).doc
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【最新整理,下载后即可编辑】一、设计任务书题目:设计一台中温箱式热处理电阻炉;生产能力:160 kg/h ;生产要求:无定型产品,小批量多品种,周期式成批装料,长时间连续生产;要求:完整的设计计算书一份和炉子总图一张。
二、炉型的选择根据生产特点,拟选用中温箱式热处理电阻炉,最高使用温度650℃,不通保护气氛。
三、确定炉体结构及尺寸1.炉底面积的确定因无定型产品,故不能用实际排料法确定炉底面积,只能用加热能力指标法。
已知生产率p 为160 kg/h ,按照教材表5-1选择箱式炉用于退火和回火时的单位面积生产率p 0为100 kg/(m 2﹒h),故可求得炉底有效面积:F 1=P P 0=160100=1.6m 2 由于有效面积与炉底总面积存在关系式F 1F ⁄=0.60~0.85,取系数上限,得炉底实际面积:F =F 10.85=1.60.85=1.88m 2 2.炉底长度和宽度的确定由于热处理箱式电阻炉设计时应考虑出料方便,取L B ⁄=2,因此,可求得:L =√F 0.5⁄=√1.880.5⁄=1.94mB =L 2⁄=1.942⁄=0.97 m根据标准砖尺寸,为便于砌砖,取L =1.970 m,B =0.978 m,如总图所示。
3.炉膛高度的确定按照统计资料,炉膛高度H与宽度B之比H B ⁄通常在0.5~0.9之间,根据炉子工作条件,取H B ⁄=0.654m。
因此,确定炉膛尺寸如下:长L=(230+2)×8+(230×12+2)=1970m宽B=(120+2)×4+(65+2)×2+(40+2)×3+ (113+2)×2=978mm高H=(65+2)×9+37=640mm为避免工件与炉内壁或电热元件搁砖相碰撞,应使工件与炉膛内壁之间有一定的空间,确定工作室有效尺寸为:L效=1700mmB效=700mmH效=500mm4.炉衬材料及厚度的确定由于侧墙、前墙及后墙的工作条件相似,采用相同炉衬结构,即113mm QN−0.8轻质粘土砖,+80mm密度为250kg m3⁄的普通硅酸铝纤维毡,+113mm B级硅藻土砖。
箱式电阻炉材料热处理课程设计报告说明书
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化学与材料工程学院材料热处理课程设计说明书学生:专业:金属材料工程学号:班级:材料金属指导教师:目录一、设计任务书 (3)二、工艺设计 (3)1.型的选择 (3)2.炉膛尺寸确实定 (3)3.炉子砌砖设计 (4)4.中温箱式电阻炉功率的计算 (4)5.电热元件 (5)6.电热元件的设计计算 (5)三、工艺流程图和设备装置图 (7)四、进度安排 (9)五、总结与体会 (9)一、设计任务书为某厂设计一台热处理电阻炉,其技术条件如下:1)用途:中碳钢、低合金钢毛坯或零件的淬火、正火及退火处理,处理对象为中小型零件,无定型产品,处理批量为多种,小批量。
2)生产率:160 kg/h3)工作温度:最高使用温度950℃4)生产特点:周期式成批装料,长时间连续生产。
二、工艺设计1.炉型的选择根据设计的具体要求和生产特点,进展综合技术经济分析。
决定选用箱式电阻炉,不通保护气体,炉子最高温度为950℃。
属中温箱式电阻炉。
2.炉膛尺寸确实定〔1〕查表,箱式电阻炉单位炉底面积生产率P0 ,取P=100[kg/(m2·h)]〔2〕炉底面积采用加热能力指标法计算,F效= ==1.25 m2==0.75 - 0.85,取上限,0.85,炉底总面积:= 0.85 F 总= 1.5625 m 2炉底板宽度 B == =0.88 m炉底板长度 L = = =1.77 m〔3〕.炉膛高度确实定炉膛高度H 与宽度B 之比 =0.52 – 0.9,取0.7高度H = 0.628 m〔4〕.炉膛有效尺寸〔可装工件〕 L 效×B 效×H 效=1.77m × 0.88m × 0.628m 〔5〕.炉膛尺寸宽 B =B 效+2×〔0.1-0.15〕取0.1 B=0.88+2×0.1=1.08 m 长 L =L 效+ 2×〔0.1-0.2〕取0.1 L=1.77+2×0.1=1.97 m 高 H=0.67×9+0.37=0.64m3.炉子砌砖设计耐火层选用体积密度为0.6g/cm 3的轻质耐火粘土砖,保温层为硅藻土骨架填充蛭石粉。
箱式电阻炉设计
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辽宁工业大学热工过程与设备课程设计(说明书)题目:热处理箱式电阻炉的设计(生产率110kg/h,功率30kw,温度≤600℃)院(系):材料科学与工程学院专业班级:材料083学号:学生姓名:指导教师:起止时间:2011-12-26~2011-1-8课程设计任务及评语目录一、炉型的选择.................................................................................................. - 4 -二、确定炉体结构和尺寸.................................................................................. - 4 -三、砌体平均表面积计算.................................................................................. - 5 -四、计算炉子功率.............................................................................................. - 6 -五、炉子热效率计算.......................................................................................... - 8 -六、炉子空载功率计算...................................................................................... - 8 -七、空炉升温时间计算...................................................................................... - 8 -八、功率的分配与接线...................................................................................... - 9 -九、电热元件材料选择及计算.......................................................................... - 9 -十、电热体元件图............................................................................................ - 10 - 十一、电阻炉装配图........................................................................................ - 10 - 十二、电阻炉技术指标(标牌).................................................................... - 10 - 参考文献............................................................................................................. - 11 -设计任务:按工作要求可设计一台热处理电阻炉,其技术要求为:(1)用途:中低碳钢、合金钢毛坯或零件的淬火、正火处理,处理对象为中小型零件,无定型产品,处理批量为多品种,小批量;(2)生产率:110kg/h;(3)工作温度:最高使用温度≤600℃;(4)生产特点:周期式成批装料,长时间连续生产。
第三章热处理电阻炉设计
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第三章热处理电阻炉设计第三章热处理电阻炉设计§3.1电阻炉的基本特点热处理电阻炉是以电为能源,通过炉内电热元件将电能转化为热能而加热工件的炉子。
按照电阻炉的结构特点可分为箱式电阻炉、井式电阻炉、台车式炉等。
这里我们主要介绍一般企业均有的箱式电阻炉和井式电子炉的类型和特点。
一、箱式电阻炉1.箱式电阻炉的分类和命名按工作温度不同,箱式电阻炉可分为高温箱式电阻炉(>1000℃)、中温箱式电阻炉(650-1000℃)和低温箱式电阻炉三类。
一般企业的箱式电阻炉通常均是中温箱式电阻炉。
因而这里仅介绍中温箱式电阻炉。
箱式电阻炉的型号和命名方式为:RX+设计序号— +功率(KW)—— +最高工作温度/100,如RX2——45——9中,R表示是电阻炉,X表示是箱式,2为设计序号,45表示箱式电阻炉的额定功率为45KW,9表示箱式电阻炉的最高工作温度为950℃2.中温箱式电阻炉的用途及结构中温箱式电阻炉在企业主要用于工件的退火、正火、淬火(一般主要用于调质处理的淬火)、回火和固体渗碳(目前固体渗碳已很少用,只在一些特殊情况下使用,如油嘴的渗碳)等。
中温箱式电阻炉炉体主要由炉壳、炉衬、加热元件等组成。
炉壳一般由角钢和钢板焊接而成。
炉衬:标准炉一般均是由耐火层和保温层两层结构。
耐火层一般用体积密度大于1.0g/cm3的轻质耐火粘土砖砌筑,保温层则用保温砖砌筑骨架,然后填充蛭石粉、膨胀珍珠岩粉等组成。
非标准炉当炉温较低时如750-800使用的炉子,也有采用轻质粘土砖+普通硅酸铝纤维毡组成。
加热元件:通常是铁铬铝或镍铬合金丝绕成的螺旋体,布置在炉膛两侧和炉底的搁砖上。
炉底通常覆盖耐热钢板,也有使用普通钢板的。
二、井式电阻炉:1.特点和分类特点:1)外形为圆型;2)一般置于地坑中;3)炉温通常分区控制;4)适用于细长工件热处理。
分类:按工作温度和工作性质分为高、中、低温井式电阻炉和井式气体渗碳炉、井式气体C-N共渗炉、井式气体N-C共渗炉、气体氮化炉等。
箱式电阻炉设计
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箱式电阻炉设计首先,外形结构设计是箱式电阻炉设计的重要环节。
箱式电阻炉通常由箱体、保温层、加热元件和控制面板等组成。
箱体一般采用钢板焊接成型,以保证炉腔的密封性。
保温层采用高温保温材料,如陶瓷纤维棉或高铝石棉板,以减少能量损耗和热传导。
加热元件一般采用电阻丝或电加热器,根据需求选择合适的功率和数量。
控制面板安装在箱体外侧,用于控制炉温和其他参数。
其次,加热系统设计是箱式电阻炉设计的关键。
加热系统一般由电源供应单元、电阻丝或电加热器、接线盒和温度控制器等组成。
电源供应单元通过电源电缆将电能输入到电阻丝或电加热器中,产生高温加热。
接线盒将电源供应单元和加热元件连接起来,同时起到保护线缆作用。
温度控制器通过温度传感器感知炉腔内温度,并根据设定值调节电源供应单元输出功率,以实现精确控温功能。
同时,加热系统还应考虑通风系统,以确保炉内的温度均匀分布和热量传递。
最后,控制系统设计是箱式电阻炉设计的关键环节。
控制系统应具备可靠性、精准性和安全性。
一般情况下,控制系统包含温度控制器、报警系统、时间控制器和运行状态显示器等。
温度控制器可根据设定的温度自动调节炉内的功率输出,以实现精确控温。
报警系统能够在温度异常或其他故障发生时发出警报以及停止加热,保障设备和操作人员的安全。
时间控制器能够设定加热时间和持续时间,以满足不同工艺的需求。
运行状态显示器能够实时显示炉内温度、加热功率和工作状态等参数,方便操作和监控。
综上所述,箱式电阻炉的设计涉及到外形结构设计、加热系统设计和控制系统设计等方面。
合理的设计能够提高设备的效率和安全性,满足各种工业加热处理需求。
热处理箱式电阻炉课程设计
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热处理箱式电阻炉课程设计一、设计任务 1、炉型:箱式炉2、设计要求:(1)生产率或一次装炉量:100kg/h(2)零件尺寸:长、宽、高尺寸最大不超过150mm (3)零件材料:中、低碳钢、低合金钢及工具钢 (4)零件热处理工艺:淬火加热 3、任务分析:(1)生产率或一次装炉量为100kg/h ,属小型炉;(2)生产长、宽、高尺寸最大不超过150mm 的零件,选择箱式炉合理; (3)淬火加热工艺表明所设计的箱式炉属于中温范畴。
二、电阻炉的炉体结构设计1、炉型选择:由于所生产的零件尺寸较小,都不大于150mm ,且品种较多,热处理工艺为淬火加热,具体品种的淬透性不同,工艺有所差别,故采用周期作业中温箱式热处理炉进行设计。
(额定温度为950℃) 2、炉膛设计 (1)典型零件的选定参照设计任务的要求,选用40Cr 钢齿轮模拟设计①齿轮参数:分度圆mm d 128= 齿顶圆mm d a 136= 齿数32=z 模数 4=m 齿宽mm b 70= 全齿高mm h 9=齿根圆mm d f 118= 齿轮孔径mm d 40=孔②设定工艺曲线:加热时间 t=a ×k ×D (a :加热系数,k :工件装炉条件修正系数,D :工件《热处理手册》第四版第二卷,机械工业出版p55工艺周期为5h《热处理设备》p117表5-4有效厚度)查表得:a 为1.2-1.5min/mm 取1.3 min/mm k 取1.8 故时间 t=1.3×1.8×70=163.8min 取加热时间3h ,保温时间2h 工艺周期为5h (2)确定炉膛尺寸一次装炉量=生产率×周期=100kg/h ×5h=500kg单位重量 kg kg d d 337.6108.7b ])2()2[(m 322=⨯⨯⨯-=孔π零件个数 809.78337.6500≈==n 个 查表可知,炉底单位面积生产率 h m kg P ⋅=20100有效面积 2201100100m m P P F ===有效 由于工件之间距离为工件高度的0.3-0.5,故取工件之间距离为30mm 设计每次装炉80个零件,分两层分布,每层40个,纵向8个,横向5个 实际炉底面积 224.125.18.01m m KF F ≈===有效实 (K 为炉底利用系数,通常为0.8-0.85)取 长 L=1.4m , 宽 B=1.0m炉子高度一般为(0.52-0.90)B ,取0.6B ,故H=0.6m 3、炉体各部分结构(1)炉衬:分为内层耐火层和外层保温层 内层:用QN —1.0的轻质耐火粘土砖外层:B 级硅藻土砖,热导率为t 1023.0131.03-⨯+,最高使用温度为900℃ (2)炉墙: 耐火层:QN —1.0轻质耐火粘土砖,规格为230×113×65mm ,热导率为t 3110256.029.0-⨯+=λ,厚度 mm 1131=δ保温层:B 级硅藻土砖,规格为230×113×65mm ,热导率为 t 1023.0131.03-2⨯+=λ,厚度 mm 2302=δ石棉板:热导率为t 3310174.0163.0-⨯+=λ,厚度mm 53=δ炉膛尺寸: L=1.4m B=1.0m H=0.6m《热处理设备课程设计指导书》附表2钢 板:厚度为 mm 5校验厚度,如下图所示:取 C t C t ︒=︒=50,95041,故 500250950t =+=℃ 因三层热流相等,即 q 1=q 2=q 3 故)()()(433332222111t t t t t t -=-=-δλδλδλ 得:t 2=751.4℃<900℃(B 级硅藻土砖的最高使用温度) 符合 t 3=764.7℃<500℃(石棉板的最高使用温度) 符合 (3)炉顶:由B=1m >600mm ,故采用拱顶式结构 采用拱角为60°的拱顶,拱顶半径:R=B=1m 矢高:m R f 13.0)2cos 1(=-=α拱顶耐火砖为轻质楔形砖,厚度为113mm ,保温砖为蛭石粉,厚度为230mm(4)炉底:①钢板 15mm②贯穿三层的重质砖(共230mm )包括电热体搁砖、轻质砖QN -1.0、B 级硅藻土砖 ③轻质砖 65mm④硅藻土保温砖砌成棋盘式方格,格中填以蛭石粉 115mm ⑤石棉板 5mm⑥钢板 15mm故炉底总厚为445mm,符合230-690mm之间的要求(5)炉门:①炉门口 H’=600-113=487mm高度与宽度之比与炉膛类似,即B’/H’=B/H得:B’=812mm②炉门:用厚度为10mm的钢板制成框架,框架内附5mm石棉板,内衬轻质耐火砖作为耐火层,厚度为113mm。
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辽宁x x 大学热工过程与设备课程设计题目:热处理箱式电阻炉的设计(生产率150kg/h,功率39kw,工作温度≤600℃)院(系):X X专业班级:X X学号:X X学生姓名:X X指导教师:X X起止时间:X X课程设计(论文)任务及评语目录一、炉型的选择 (2)二、确定炉体结构和尺寸 (2)三、砌体平均表面积设计 (4)四、计算炉子功率 (5)五、炉子热效率计算 (7)六、炉子空载功率计算 (7)七、空炉升温时间计算 (7)八、功率分配与接线 (9)九、电热元件材料选择与计算 (9)十、电热体元件图 (11)十一、电阻炉装配图 (11)十二、炉子技术指标 (11)参考文献 (12)设计任务:为某厂设计一台热处理电阻炉,其技术条件为:(1)用途:中碳钢、低合金钢毛坯或零件的退火,处理对象为中小型零件,无定型产品,处理批量为多品种,小批量;(2)生产率:150kg/ h;(3)工作温度:最高使用温度≤600℃;(4)生产特点:周期式成批装料,长时间连续生产。
一、炉型的选择根据工件的特点与设计任务的要求及产量大小选择合适的炉型。
由于小批量生产,品种多和工艺稳定的要求拟选用箱式热处理电阻炉,不通保护气氛。
二、确定炉体结构和尺寸1.炉底面积的确定炉底面积的计算方法有两种。
一种是根据一次装料量计算,另一种是根据炉底强度指标计算[1]。
因工件的加热周期和装炉量不明确,故不能用炉子一次装料量确定炉底面积,只能用炉底强度指标法。
已知生产率为150kg/h,按表5—1[1]选择箱式炉用于正火和淬火时的单位面积生产率p0为120kg/(m2·h),故可求得炉底有效面积F=p/p0=150/120=1.25m2由于有效面积与炉底总面积存在关系式F/F1=0.75~0.85,取系数上限0.85,得到炉底实际面积:F=F/0.85= 1.25/0.85=1.47m22.炉底长度和宽度的确定对于热处理箱式电阻炉,设计时考虑装出料的方便,根据长度与宽度之比,取L/B=2:1,因此,可求得炉底宽度F=2.059mL=5.0/B=L/2=2.059/2=1.030m 为方便砌砖L=2205mm B=1048mm 3.炉膛高度的确定根据统计的资料,炉膛高度(H)对炉底宽度(B)之比H/B通常在0.52~0.9之间,大多数在0.8左右,根据炉子工作条件,取H/B=0.7左右,选定炉膛高度H=707mm。
因此,确定炉膛尺寸如下长L=(230+2)×9+(230/2+2)=2205mm宽B=(120+2)×5+(50+2)×4+(113+2)×2=1048mm高H=(65+2)×10+37=707mm为防止工件与炉内壁或电热元件搁砖相碰撞,应使工件与炉膛内壁之间有一定的空间,在一般情况下,要保证炉料上部有200~300mm的空间,有利于辐射与对流传热,由此确定工作室有效尺寸为L效=2000mmB效=950mmH效=500mm砌体结构如图1所示:轻质粘土砖硅藻土砖重质粘土砖耐热钢图1砌体结构示意图4.炉衬材料及厚度的确定由于侧墙、前墙及后墙以及炉顶的工作条件相似,采用相同炉衬结构,即两层:113mmQN—1.0轻质粘土砖和180mmB级硅藻土砖。
炉底采用耐火层314mm,材料为113mmQN—1.0轻质粘土砖,绝热层硅藻土砖和蛭石粉厚180mm。
炉门用65mmQN—1.0轻质粘土砖+65mmA级硅藻土砖。
炉底板材料选用Cr-Mn-Ni耐热钢,根据炉底实际尺寸给出,分三块或四块,厚20mm。
炉底隔砖采用重质粘土砖[2]。
三、砌体平均表面积计算砌体外廓尺寸如图1所示。
L外=L+2×(113+180)=2791mmB外=B+2×(113+180)=1634mmH外=H+f+(115+180)+(65+2)×3+180=1523mm式中:f—拱顶高度,此炉子采用60°标准拱顶,取拱弧半径尺R=B,则f可由f=R(1-cos30°)=140mm求得。
1.炉顶平均面积F顶内=(2πR/6)×L=2.42m2F顶外=B外×L 外=4.56m2F顶均= =3.320m22.炉墙平均面积炉墙面积包括侧墙及前后墙,为简化计算将炉门包括在前墙内。
F墙内=2LH+2BH=5.109m2F墙外=2H外(L外+B外)=13.479m2F墙均= =8.298m23.炉底平均面积F底内=B×L=2.311m2F底外=B外×L外=4.560m2F底均= 2四、计算炉子功率1据热平衡计算炉子功率 (1) 加热工件所需的热量Q 件由附表6[1]得,工件在600℃及20℃时比热容分别为C 件2=0.741KJ/(kg ·℃), C 件1=0.486KJ /(kg ·℃),根据Q 件=p(C 件2t 1-C 件l t 0)=150×(0.574×600-0.486×20)=50202.0KJ/h (2) 通过炉衬的散热损失Q 散由于炉子侧壁和前后墙炉衬结构相似,故作统一数据处理,为简化计算,将炉门包括在前墙内[3]。
根据式(1—15)[2]111n ni i ii t t s F λ+=-∑ 对于炉墙散热,如图5—9[4]所示,首先假定界面上的温度及炉壳温度,炉内温度t 1=600℃ 界面温度为t 2=500℃ 炉壳温度t 3=60℃耐火层S 1的平均温度t 1均=(600+500)/2=550℃ 保温层S 2的平均温度t 2均=(500+60)/2=280℃ 炉衬的热导率由附表3[1]得λ1=0.29+0.000256×t 1均=0.29+0.000256×550=3.113W/(m ·℃) λ2=0.13+0.00023×t s3均=0.13+0.00023×280=0.1644W/(m ·℃)。
当炉壳温度为60℃,室温为20℃时,由附表2[1]经近似计算可得αΣ=12.17W/(m 2·℃) a)求热流q 墙 =(600-20)/(S 1/λ1+ S 2/λ2 +1/αΣ)=(600-20)/(0.115/3.113+0.12/0.1644+1/12.17) =682.4w/m 2 b)计算交界面上的温度t 2墙、t 2墙=11s t q λ1-墙=600-682.4×(0.115/3.113)=574.8℃验算界面温度(t 2墙—t 2)/t 2墙=4.5%<5%该假设结果满足设计要求,不需要重算.c)验算炉壳温度t 3墙t 3墙=222s t q λ-墙=574.8-682.4(S 2/λ2)=58℃该结果满足一般热处理电阻炉表面温度<60℃的要求。
d).计算炉墙散热损失Q 墙散= q 墙·F 墙均=682.4×8.298=5662.6W 同理可以求得Q 顶散= q 墙·F 顶均=682.4×3.32=2265.6W Q 底散= q 墙·F 底均=682.4×3.246=2215.1W 整个炉体散热损失Q 散= Q 墙散+Q 顶散+ Q 底散=10143.3W=2819.8kj/h(3) 开启炉门的辐射热损失设装出料所需时间为每小时6分钟,根据式(5—6)[2]Q 辐=3.6×5.675F Φδt[4100Tg ⎛⎫⎪⎝⎭-4100Ta ⎛⎫ ⎪⎝⎭] 因为T g =600+273=873K ,T a =20+273=293K , 由于正常工作时,炉门开启高度的一半,故炉门开启面积F=B ×2H=1.048×0.6402=0.370 m 2炉门开启率δt=0.1由于炉门开启后,辐射口为矩形,且2H与B 之比为0.35/1.048=0.34,炉门高度与炉墙厚度之比为0.35/0.29=1.21,由图1-14[4]第一条线图1-14[4]查得Φ=0.7故Q 辐=3.6×5.675F Φδt[4100Tg ⎛⎫⎪⎝⎭-4100Ta ⎛⎫ ⎪⎝⎭]=3034.0kJ/h (4)开启炉门溢气热损失溢气热损失 Q 溢=q va ρa C a (t g ’-t a )δt 其中q va =1997·B ·2H 3/h 空气密度ρa =1.29 kg/m 3由附表10[3]得C a =1.358KJ/(m 3·℃) t a =20℃ ,t g ’为溢气温度, t g ’=20+23(600-20)=406.7℃ Q 溢=q va ρa C a (t g ’-t a )δt=29800.1 KJ/h(5)其它热量损失其他热量损失越为上述热损失之和的10%~20%故Q 它=0.12(Q 件+Q 散+Q 辐+Q 溢)=10302.7KJ/h(6)热量总输出其中Q 辅=0,Q 控=0,Q 总=Q 件+Q 辅+Q 控+Q 散+Q 损+Q 溢+Q 它=96158.6KJ/h(7)炉子的安装功率P 安=3600KQ 总其中K 为功率储备系数,本炉设计中K 取1.4,则P 安=(1.4×112656)/3600=37.4kw为减少加热时间,与标准炉子相比较,取炉子功率为39kW 。
五、炉子热效率计算1.正常工作时的效率[4] 由式(5—12)[1]η=Q Q 件总=50202.0/96158.6=52.2% 2.在保温阶段,关闭炉门时的效率η=Q 件/[Q 总-(Q 辐+Q 溢)]=79.3%六、炉子空载功率计算P 空=3600Q Q 散它+=3.65kW 七、空炉升温时间计算由于所设计的箱式电阻炉的耐火层结构相似,而保温层蓄热较少,为简化计算,将炉子侧墙、前后墙及炉顶按相同数据计算,炉底由于砌砖方法不同,进行单独计算[5],因升温时炉底板也随炉升温,也要计算在内。
1.炉墙及炉顶蓄热V侧粘=2×(2.205+2×0.115)×0.115×(0.707+0.115)=0.451m3V前·后粘=2×1.048×0.115×(0.707+0.115)=0.198m3V顶粘=2.205×1.048×0.115=0.266m3V侧硅=2×[2.205+2×(0.115+0.232)]×0.232×(0.707+0.115+0.232)=1.444m3V前·后硅=2×(1.048+0.115×2)×0.232×(0.707+0.115+0.232)=0.625m3V顶硅=(2.205+2×0.115)×0.232×(1.048+2×0.115)=0.722m3由式(5—9)因为t粘=(t1+t2墙)/2=(600+574.8)/2=587.4℃Q蓄=V粘ρ粘C粘(t粘-t o)+V硅ρ硅C硅(t硅-t0)查附表3[3]得C粘=0.84+0.26×10-3t粘=0.990kJ/(kg·℃)t硅=(t2墙+t3墙)/2=(574.8+58)/2=316.4℃查附表3[3]得C硅=0.84十0.25×10-3t硅=0.919kJ/(kg·℃)所以得Q蓄1=(V侧粘+ V前·后粘+ V顶粘)ρ粘C粘(t粘-t0)+(V侧硅+ V前·后硅+ V顶硅)ρ硅C硅(t硅-t0)=(0.451+0.198+0.266)×1000×0.990×(587.4-20)+(1.144+0.625+0.722)×500×0.919×(316.4-20)=853243.0kJ2.炉底蓄热计算V底硅=0.018×[2.205+2×(0.113+0.232)]×[1.048+2×(0.113+0.232)]=0.09m3V底粘=0.067×2[2.205+2×(0.113+0.232)]×[1.048+2×(0.232+0.113)]=0.67m3查附表3[3]得C底粘=0.84+0.25×10-3t底粘=0.990kJ/(kg·℃)t底硅=397℃查附表3[3]得C底硅=0.84+0.25×10-3 t底=0.919kJ/(kg·℃)所以得Q底蓄=0.67×0.990×1000×567.4+0.09×0.919×500×296.4=388614.0kJ3. 炉底板蓄热根据附表6[1]查得600℃和20℃时高合金钢的比热容分别为:C板2=0.779kJ/(kg·℃)和C板1=0.473kJ/(kg·℃)。