箱式热处理电阻炉设计
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。
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。
箱式电阻炉1200℃设计
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
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。
箱式电阻炉设计(修改版)
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。
热处理炉设计
热处理炉设计热处理炉（箱式电阻炉）是用于加热金属材料并进行热处理的设备。
箱式电阻炉通常由一个外壳、绝缘层、电炉线圈、控制系统和加热室组成。
在设计热处理炉时，需要考虑到温度控制、加热均匀性、安全性和能源效率等因素。
首先，温度控制是热处理炉设计的一个重要因素。
热处理过程中需要精确控制加热室内的温度，以确保金属材料达到所需的热处理温度。
在设计过程中，需要选择合适的温度传感器并将其安置在加热室内。
控制系统会根据传感器读数自动调整电炉线圈的电流，以控制加热室内的温度。
其次，加热均匀性也是设计热处理炉时需要考虑的因素之一、金属材料在加热过程中需要保持均匀加热，以确保整个材料的性能都能得到改善。
为了实现加热均匀性，可以在电炉线圈周围安装多个加热元件。
此外，还可以通过控制电炉线圈内部的绝缘材料的厚度，来调整加热室内的温度分布。
第三，热处理炉设计时需要考虑到安全性。
由于炉内温度较高，设计时必须采取安全措施以防止人员或设备受伤。
例如，可以在加热室上安装传感器和报警设备，以监控温度。
如果温度超过设定范围，报警装置会发出警报并停止加热。
最后，热处理炉设计还需要关注能源效率。
为了提高能源利用率，可以采用节能型电炉线圈，如高效电炉线圈或感应加热技术。
此外，还可以将炉体进行隔热处理，以减少能量散失。
总体而言，热处理炉（箱式电阻炉）设计需要考虑温度控制、加热均匀性、安全性和能源效率等因素。
通过合理的设计和选择合适的技术，可以确保热处理炉的稳定运行，提高金属材料的质量和生产效率。
中温箱式电阻炉设计
中温箱式电阻炉设计1.箱体结构设计中温箱式电阻炉的箱体一般由耐高温材料制成，如不锈钢或钢板，具有良好的隔热性能。
为了方便操作和维护，炉门宜设计成可开启的结构。
箱体的尺寸需要根据加热件的尺寸确定，同时要考虑箱体内的空间利用率和加热均匀性。
2.加热元件设计为了实现中温范围内的温度控制，可以采用电阻丝作为加热元件。
电阻丝通常采用高温耐热性好的材料，如镍铬合金电热丝。
电热丝可以布置在箱体的四壁和底部，以保证加热的均匀性。
根据设计需求，可以设置多个加热区域，每个区域的电热丝可以独立控制。
3.温度控制系统设计温度控制系统是中温箱式电阻炉的关键部分。
常用的温度控制器主要有PID控制器和智能温控仪。
对于中温热处理，一般采用PID控制器来实现温度的精确控制。
PID控制器通常有设定温度、反馈信号和输出控制信号三个主要部分。
根据炉内温度的变化，PID控制器可以自动调节电阻丝的电流，以维持设定温度。
温度探头的选择是影响控制系统准确性的另一个关键因素。
可以选择热电偶或热电阻作为温度传感器，并安装在炉腔内，以实时反馈当前温度给PID控制器。
4.其他参数设置在设计中温箱式电阻炉时，还需要考虑一些其他参数的设置，以确保设备的正常运行和安全性。
例如，功率参数的选择决定了炉内的加热速度和工作效率；安全装置的设置可以包括过温报警器和保险丝等，以防止温度过高引发火灾或其他事故。
总结起来，中温箱式电阻炉的设计需要考虑箱体结构、加热元件、温度控制系统等多个方面的因素。
通过合理选择材料、设计尺寸、加热方式和温度控制方式等参数，可以实现中温范围内的温度控制和热处理需求。
箱式热处理电阻炉设计方案
h–炉底强度，115kg/（m·h）。
因为有效面积与炉底实际面积存在关系式K=F1/F= 0.85，得炉底实际面积
F = F1/0.85= 2.87/ 0.85=3.38m2
2.2
对于箱式热处理电阻炉，炉底长度与宽度之比约为3:2，所以由炉底长度公式
L=
可知L= =2.25m
2.炉底
炉底在高温下承受工件的压力，装出料时常受到工件的冲击或磨损，因此，要求有较高的耐压强度，砌层厚度也要求比炉墙厚一些。一般电阻炉的炉底结构是在炉底钢板上用硅藻土砌成方格子做支撑，格子内再填充蛭石粉，上面在铺几层硅藻土或轻质砖，再往上为耐火砖。
3.炉顶
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，即一层：耐火纤维毡厚度200mm。炉宽小于3.5 – 4.0 m的电阻炉采用拱顶。本设计炉采用拱顶60°拱角。
材料科学与工程141
课程设
计题目
箱式热处理电阻炉的设计
生产率330kg / h，额定工作温度600℃，炉底强度115kg / m·h；
炉底强度系数0.85；纤维毡保温材料
课程设计（论文）要求与任务
(1)炉型的选择
(2)确定炉体结构与尺寸
(3)计算砌体平均表面积
(4)计算加热炉功率
(5)计算炉子热效率
2.1
根据炉底强度指标计算炉底面积。因为零件产品为无定型产品，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。根据已知的生产率p为280 kg / h，炉底强度h为110kg/m2·h，故可求得炉底有效面积
F1=p / h=330/ 115=2.87m2
式中F1–炉底有效面积，2.87m2；
（4）功率的分配；电热元件尺寸、布置，绘制电热元件示意图。1天
650℃ 90kgh的箱式电阻炉设计 课程设计报告
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。
箱式电阻炉课程设计完整版
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；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选择箱式炉用于退火和回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f=131.052。
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。
3.炉底平均面积五、计算炉子功率1.根据经验公式法计算炉子功率由教材式取式中系数K为保温系数，取值为11，炉温，炉膛面积所以由经验公式法计算得2.根据热平衡计算炉子功率（1）加热工件所需的热量由资料附表得，工件在及时比热容分别为，，根据式（2）通过炉衬的散热损失的热量I.炉墙的散热损失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。
热工设备课程设计-箱式电阻炉的设计
热工课程设计说明书题箱式电阻炉的设计学院:专业:姓名:班级: 学号: 指导教师:年月日格式说明1. 上、下页边距均为2.54厘米，左、右页面边距均为3.17厘米，全文1.25倍行距；2. 一级标题：宋体四号加粗；3. 二级（及二级以下）标题：宋体小四加粗；4. 正文文字：宋体小四；5. 参考文献：宋体五号；6. 所有英文字体用Times New Roman;7. A4纸单面打印。
热工课程设计任务书一、设计题目：箱式电阻炉的设计二、原始数据：1.电阻炉形式：箱式电阻炉2.炉膛尺寸：400mm×200mm×160mm3.使用温度： 1100℃4.炉体表面温度：80℃5.电源、电压：单相220V三、设计说明书内容：3.炉体材料选择和炉体结构设计。
4.功率计算。
5.电热体材料选择、电热体布置及供电电路设计。
6.电热体计算。
四、设计要求：1.认真设计，积极思考，刻苦专研，独立完成，有所创新。
2.设计说明书：1份：思路清晰，论述充分；设计参数选择合理，设计计算步骤完整、结果准确；注明参考文献。
3.设计图纸：2＃图纸2张：图面布置合理，比例适当，图面清洁；绘图线条类型正确、位置准确；尺寸标注正确、齐全。
五、进度安排：周一、二：查阅资料，确定设计方案，进行设计计算。
周三、四、五：画图，编写设计说明书。
箱式电阻炉设计说明书摘要本文提出并设计了工作温度为1100℃的箱式电阻炉，其炉膛尺寸为400mm×200mm×160mm。
通过对炉体材料和炉体结构的对比分析，选择了适当的耐火材料和保温材料，即耐火材料粘土砖和保温材料轻质粘土砖，确定了炉门炉墙炉顶的结构，并进行了热量计算，计算出了整体尺寸。
其次，进行了功率计算，并且对功率进行了校核。
计算结果验证了所选材料的合理，并预期能够运行保证运行温度。
然后对当前普遍采用的电热体材料进行了分析，选择硅碳棒作为电热体材料，使用合理的供电电路，保证了炉膛的热源供给，并计算出所需使用的数目。
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。
箱式电阻炉课程设计(精编文档).doc
【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。
中温箱式电阻炉设计
中温箱式电阻炉设计一、中温箱式电阻炉的设计要求1.温度控制精度高，能够稳定地控制在所设定的中温范围内；2.炉内空气流动均匀，确保加热温度的匀性；3.适应不同尺寸的加热物体，在炉膛内有足够的容量；4.安全可靠，能够防止高温下的温度波动和过热问题；5.外壳采用绝缘功能，避免人员触电；6.设备结构紧凑，体积小，易于使用和维修。
二、中温箱式电阻炉的结构设计1.炉箱：炉箱通常采用不锈钢制作，具有较好的耐高温性能和防腐蚀性能。
炉箱内部应采用平整的设计，以确保炉内空气的流动均匀，并能够容纳加热物体。
2.加热元件：中温箱式电阻炉通常使用电阻丝作为加热元件。
电阻丝应选用耐高温、导电性能好的材料，如镍铬合金电阻丝。
电阻丝应以螺旋形或线圈形式布置在炉箱内，以实现均匀加热。
3.温度控制系统：温度控制系统应采用先进的温度控制仪，如PID控制器。
控制仪能够实时检测炉内温度，并通过调节加热功率来实现温度精确控制。
同时，应在炉箱内安装温度传感器，以反馈实际温度并实现控制闭环。
4.安全保护系统：中温箱式电阻炉应具备过热保护功能，当炉内温度超过设定值时，能够自动断开电源或启动冷却装置。
此外，炉箱应具备良好的隔热性能，避免外壳温度过高。
5.外观设计：外壳应具备绝缘性能，避免人员触电。
同时，外壳也应具备耐高温、耐腐蚀、易清洗等特性。
外壳的设计应紧凑，体积小，易于使用和维修。
三、中温箱式电阻炉的工作原理中温箱式电阻炉工作时，先将加热元件通电加热，使炉腔内的空气温度升高。
温度控制系统实时检测炉内温度，并通过调节加热元件功率来控制温度。
当炉内温度达到设定值时，控制系统会自动调整加热功率以保持温度稳定。
同时，安全保护系统也会监测炉内温度，当温度超过设定值时，会断开电源或启动冷却装置，以防止温度过高。
四、总结中温箱式电阻炉的设计要求包括温度控制精度高、炉内空气流动均匀、适应不同尺寸的加热物体、安全可靠等。
设计中需要考虑炉箱材料的耐温性能和防腐蚀性能，加热元件的布置方式和材料选择，温度控制系统的温度传感器和控制仪的选用，以及安全保护系统的设计。
第三章热处理电阻炉设计
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
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。
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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：箱式热处理电阻炉设计院（系）：专业班级：材料工程及其自动化131学号：姓名：指导教师：起止时间：2014-12-15~2014-12-28课程设计任务及评语院（系）：教研室：材料教研室学号11111姓名名字专业班级课程设计题目箱式热处理电阻炉的设计生产率220 kg / h，额定工作温度1200℃，炉底强度95 kg / m·h；炉底强度系数0.83；蛭石保温材料课程设计（论文）要求与任务(1) 炉型的选择(2) 确定炉体结构与尺寸(3) 计算砌体平均表面积(4) 计算加热炉功率(5) 计算炉子热效率(6) 计算炉子空载功率(7) 计算空炉升温时间(8) 功率分配与接线(9) 电热元件材料选择与计算(11) 电热体元件图(12) 电阻炉装配图(13) 炉子技术性能指标(14) 参考文献时间安排（1）布置设计任务，设计方案讨论、选择炉型1天（2）炉膛尺寸、炉体结构和尺寸、绘制炉衬示意图。
2天（3）炉子的加热功率、热效率、空炉升温时间。
2天（4）功率的分配；电热元件尺寸、布置，绘制电热元件示意图。
1天（5）绘制电热元件布置图和电阻炉装配示意图。
1天（6）撰写、编辑、排版、修改设计说明书。
4天（7）考核、答辩。
1天指导教师评语及成绩成绩：指导教师签字：学生签字：年月日目录目录 (I)1 炉型的选择 (1)2 炉体结构及尺寸 (1)2.1 炉底面积的确定 (1)2.2 炉膛尺寸的确定 (1)2.3 炉衬材料及厚度的确定 (2)3 砌体平均表面积计算 (3)4. 炉子功率 (6)5 炉子热效率计算 (9)6 炉子空载功率计算 (9)7 空炉升温时间计算 (9)8 功率的分配与接线 (11)9 电热元件材料选择及计算 (12)10 电热体元件图 (14)11 电阻炉装配图 (15)12 电阻炉技术指标 (16)参考文献 (17)设计任务：为某厂设计一台井式热处理电阻炉，其技术条件为：(1) 用途：碳钢、合金钢毛坯或零件的正火、淬火，处理对象为中、小型零件、非长杆类零件，无定型产品，小批量，多品种。
(2) 生产率：220 kg / h。
(3) 额定工作温度：1200 ℃。
(4) 生产特点：周期式成批装料，长时间连续生产。
1 炉型的选择根据给定的技术要求选取高温箱式炉，箱式炉结构简单，操作方便，容易准确控制温度，炉膛温度分布均匀，便于使用控制气氛，容易实现机械化自动化操作。
箱式炉生产能力较低，适用于小规模生产。
高温箱式炉，炉衬厚度大，可以减少热损失。
满足设计要求。
2 炉体结构及尺寸炉体结构尺寸根据工件的形状，尺寸，装炉量以及炉子生产率来决定。
同时考虑到炉子的传热特点、检修和装出料方便。
在保证炉子生产率的情况下，尽量减小炉膛尺寸以降低能量消耗。
2.1 炉底面积的确定根据炉底强度指标计算炉底面积。
因为零件产品为无定型产品，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。
根据已知的生产率p为220 kg / h，炉底强度h为95 kg/m2·h，故可求得炉底有效面积F1 = p / h = 220 / 95 = 2.32 m2式中F1 –炉底有效面积，m2；p–炉子生产率，kg / h。
本设计给定的生产率为220 kg / h；h–炉底强度，kg /（m·h），因为有效面积与炉底实际面积存在关系式K=F1 / F = 0.83，得炉底实际面积F = F1 / 0.83= 2.32 / 0.83 = 2.79 m22.2 炉膛尺寸的确定对于箱式热处理电阻炉，炉底长度与宽度之比约为3:2，所以由炉底长度公式L =32 F⨯可知L =22.793⨯= 2.0 m此段根据自己情况自己写由炉底宽度公式B =23 F⨯得B =32.792⨯= 1.36 m根据炉膛高度H与宽度B之比H / B = 0.8，可以知道H = 1.4 × 0.8= 1.08 m。
因此，可以确定炉膛尺寸如下L= 2000 mm B= 1360mm H= 1080mm 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= 2000mm B效= 1400 mm H效= 1100mm2.3 炉衬材料及厚度的确定高温箱式炉炉墙选取三层材料，分别为高铝砖，轻质粘土砖，蛭石。
高铝砖，密度2.3 g / cm2，导热系数λ=2.09 + 1.86 × 10-3t，厚度113 mm。
轻质粘土砖，密度2.0 g / cm2，导热系数λ=0.25 + 2.2 × 10-4t ，厚度113 mm。
蛭石，密度0.2 g / cm2，导热系数λ=0.07 + 2.6 × 10-4t，厚度240 mm。
炉衬包括炉墙、炉底和炉顶三部分。
依次计算炉墙，炉底，炉顶。
1. 炉墙对于高温炉，炉墙要求有较高的耐压强度或承受冲击负荷，根据经验及耐火砖尺寸，耐火层可选用一层高铝砖，厚度113 mm，一层轻质粘土砖，厚度为113 mm。
保温层选用膨胀蛭石，其厚度需经计算确定，初步选取厚度为240 mm。
炉墙内表面温度t0即为炉子的额定工作温度1200 ℃。
假定界面温度t1为1150 ℃，界面温度t2为950℃，炉壳温度t3为50℃，即t0 = 1200 ℃，t1 = 1150 ℃，t2 = 950 ℃，t3 = 50℃则有：高铝砖层S1的平均温度为：t1均= 21tt+=120011502+= 1175 ℃，轻质粘土层S2的平均温度为：t2均= 212tt+=15009502+= 1050 ℃蛭石层S3的平均温度为：t3均= 232tt+=9505002+= 500 ℃S1、S2层炉衬的热导系数公式为λ1均= 2.09 + 0.186 × 10-2λt1均= 2.09 + 0.186 × 10-2 × 1175 = 4.27 千卡/ (米2·时·℃)λ2均= 0.25 + 0.22 × 10-3 ×t2均= 0.25 + 0.22 ×10-3 × 1050 = 0.481千卡/ (米2·时·℃)λ3均= 0.07 + 0.22 × 10-3 ×t2均= 0.07 + 0.22 ×10-3 × 500 = 0.2千卡/ (米2·时·℃)此段根据自己情况自己写k J 千焦耳(1) 热流q ：q 墙 =02312123t t δδδλλλ-++=1200500.1130.1130.244.270.4810.2-++ = 789.84千卡/米2·时。
（2）计算交界面上的温度t 1、 t 2由 t 1'= t 0 – q S 1 / λ1均得 t 1' = 1200 – 789.84 × 0.113 / 4.27 = 1179.46 ℃验算界面温度 （t 1' – t 1）/ t 1'=（1179.46 – 1200）/ 1179.46 = 2.4 % < 5 % ，结果合理，不需要重新假设界面温度。
t 2'= 1200 – 789.84 × 0.113 / 4.27 – 789.84 × 0.113 / 0.481 = 997.8 ℃ 验算界面温度（t 2' – t 2）/ t 2'=（997.8 – 950）/ 997.8 = 4.79% < 5% ，结果合理，不需要重新假设界面温度。
故确定保温层厚度为240 mm 。
2.炉底炉底在高温下承受工件的压力，装出料时常受到弓箭的冲击或磨损，因此，要求有较高的耐压强度，砌层厚度也要求比炉墙厚一些。
一般电阻炉的炉底结构是在炉底钢板上用硅藻土砌成方格子做支撑，格子内再填充蛭石粉，上面在铺几层硅藻土或轻质砖，再往上为耐火砖。
本设计炉底厚度为408 mm ，分别为：炉底采用耐火层230 m m ，材料为轻质粘土砖，中间层厚度为65 mm ,材料为轻质粘土砖，绝热层厚度为113 mm ，材料硅藻土砖，炉底板材料选用Cr3Si 耐热钢，根据炉底实际尺寸给出，厚20 m m 。
3.炉顶由于侧墙、前墙及后墙以及炉顶的工作条件相似，采用相同炉衬结构，即三层：耐火层厚度113 mm 高铝砖，113 mm 轻质粘土砖，保温层厚度为240 mm ，材料为膨胀蛭石。
炉膛宽度小于400 – 600 mm 的小型电阻炉，可采用平顶。
炉宽小于3.5 – 4.0 m 的电阻炉采用拱顶。
本设计炉采用拱顶60°拱角。
3 砌体平均表面积计算砌体平均面积包括，炉顶平均面积，炉墙平均面积与炉底平均面积之和。
砌体外廓尺寸：外廓尺寸是指在炉膛的尺寸之外加上炉墙的厚度的尺寸。
L 外= L + 2 ×(113 + 113 + 240) = 2972 mm113 113 240k J 千焦耳B 外= B + 2 ×(113 + 113 + 240)= 2372 mmH 外= H + f + 428 + 113 + 150 = 2136 mmf = R ( 1 – cos 30° ) = 182 mm式中 f —拱顶高度，此炉子采用60°标准拱顶，则拱弧半径尺 R = B = 1400 mm1. 炉顶平均面积炉顶平均面积由炉内的拱形顶面积与炉顶外部的平面共同求得F 顶内=（2 πR / 6）× L =（2 × 3.14 × 1.4 / 6）= 1.465 m 2 F 顶外= B 外 × L 外 = 2.972 × 2.372 = 6.942 m 2F 顶均=F F ⋅顶内顶外= 3.18 m 22. 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。
计算墙内的面积与墙外的面积求得平均面积。
F 墙内= 2 LH + 2 BH = 2 × 2.0 × 1.1 + 2 × 1.4 × 1.1 = 7.48 m 2 F 墙外= 2 H 外（L 外+B 外）= 2 × 2.136 ×(2.972 + 2.372)= 22.8 m 2 F 墙均=F F ⋅墙内墙外= 13.06 m 23. 炉底平均面积炉底是由113 mm 的硅藻土，65 mm 厚的轻质粘土砖，230 mm 厚的隔热材料，炉底长宽为炉底外实际长宽，炉内长宽为炉膛长宽F 底内= B × L = 2.0 × 1.4 = 2.8 m 2 F 底外= B 外 × L 外= 2.972 × 2.372 = 7.04 m 2 F 底均=底内底外FF= 4.43 m 2炉衬结构图见图1。