箱式电阻炉(材料热处理课程设计说明书)

箱式电阻炉(材料热处理课程设计说明书)

化学与材料工程学院

材料热处理课程设计说明书

学生姓名：

专业：金属材料工程

学号：

班级：材料金属

指导老师：刘

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目录

一、设计任务书 (3)

二、工艺设计 (3)

1.型的选择 (3)

2.炉膛尺寸的确定 (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)

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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/h

3) 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，进行综合技术经济分析。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.炉膛尺寸的确定

（1）查表，箱式电阻炉单位炉底面积生产率P0 ,取P0=100[kg/(m2·h)] （2）炉底面积采用加热能力指标法计算，F效= ?? =100 =1.25 m2 0??125炉底有效面积??有效

0.75 - 0.85，取上限，0.85，炉底总面积：炉底总面积??总

1.25

??总总= 1.5625 m2

11炉底板宽度 B = 2??总= 2?1.5625 =0.88 m

炉底板长度L = 2F总= （3）.炉膛高度的确定炉膛高度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

3

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=0.64m

3.炉子砌砖设计

耐火层选用体积密度为0.6g/cm3的轻质耐火粘土砖，保温层为硅藻土骨架填充蛭石粉。

炉侧墙、前后墙、炉顶的耐火层厚为113m,保温层为232mm，石棉厚度为0.5mm,炉顶选用60°标准拱顶，炉底耐火层厚132mm，保温层硅藻土砖和蛭石粉厚180mm,炉顶拱脚砖选用重质耐火粘土砖，电热元件搁砖选用重质高铝砖。

4、中温箱式电阻炉功率的计算

（1）加热工件所需要的热量

Q件=g件（C2t2- C1t1）??×(0.678×950-0.494×20)×1加??周2（2）Q辅=0

（3）Q件=0

（4）通过炉衬的各项散热损失：

Q散=∑++1??12??2∑3??1???03.6=600?30+ = 34389KJ/h （5）通过开启炉门的辐射热损失：

1424Q辐=5.675×[(100)?(100] ×3.6Fφ???? ????

5.675×[(100)4?(1004] ×3.6×0.95×0.2×0.65×0.05=2907 KJ/h

(6)通过开启炉门的溢气热损失：

Q溢=2200BH ??2+??121233293????

950+202=2200×0.95×0.2 1.4×(

(7)其他热损失：)×0.05=6346 KJ/h

Q它=（0.5-1.0）Q散=0.8×34389=27511 KJ/h

（8）炉子每小时总热量支出：

Q总= Q件+ Q辅+Q控+ Q散+ Q辐+ Q溢+ Q它

=152213+0+0+34389+2907+6346+27511=223366 KJ/h

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（9）P总=3600 =??总2233663600 =62KW

(10)P设=K·P总=1.3×62=80.6 KW

取P设=80 KW

(11)电阻炉的热效率：η= ??100% =223366×100% =68.15% 总??件152213（12）空炉升温时间（??升）的校核

??升= 3600??3600?80 = 4.6h 符合要求

设??蓄1324867

5.电热元件：

0Cr25Al5铁铬铝电热铝合金丝材

6.电热元件的设计计算：

（1）电阻炉的供电电压和接线

供电电压为三相380V，单星形连接

P=3?? =3??设80(2)电阻丝直径d、长度l和重量计算

d=34.3× ??2??× 2202?1.6 =8.01mm

允3??2????3262?1.46取d=8mm

???? =??0 (1+αt) =1.4×(1+4×10-5×1050)=1.46 mm2/m

??允= 1.6 W/cm2

l = ????10=1.46?26?1000?4-3 ??2??

??2202?3.14?82

??总= nl=64×3=192 m M =3.14??2

4lγ×10=-3 3.14?82

4 64× 7.1=22.829 kg

??总= 22.829×3 =68.487 kg

(3)电热元件的绕制和布置

电热元件绕制成螺旋状，布置安装在炉膛两侧墙和炉膛两侧墙和炉底上，每边为8排串接成一相。

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每排电热元件的展开长度

l1 =8 =8

每排电热原件的搁砖长度