箱式电阻炉的设计概要

长春理工大学

热工课程设计说明书题目箱式电阻炉的设计

学院材料科学与工程学院

专业无机非金属材料（建筑材料）班级0706121

姓名向仕君学号18

2009 年7 月5 日

设计任务书

一、题目：箱式电阻炉的设计

二、原始数据：

电路形势：箱式电阻炉

炉膛尺寸：120

⨯mm

170

260⨯

使用温度：1000℃

表面温度：60℃

电源电压：220V

三、设计要求：

1、设计认真，积极思考，独立完成，有所创新。

2、设计说明书：一份

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；著名参考文献。

3、设计图纸：2＃图纸1—3张

图画布置合理，比例适当，图画清洁；绘图线

条类型正确，位置准确；尺寸标注正确、齐全。

摘要

本说明书重点阐述箱式电阻炉的具体设计过程。设计过程包括高温炉的简介，炉膛尺寸的确定，材料选择，电阻炉尺寸和结构设计，功率计算，供电电路的选择，电热提的尺寸确定及安装，以及热电偶使用，涉及到热量计算，功率计算，电热元件规格计算。

本设计说明书可供实验电阻和工业电阻炉的维修和设计提供理论参考导和指导。

引言

陶瓷工业在社会主义建设，国防科学和人民生活都占重要的地位，它不仅与人类的日常生活存在密切的关系，而且随着科学技术的发展，已经超越了日用，建筑及一般的工业用途的范围，而应用与电子，原子能等尖端材料中。

生产陶瓷中一个重要的过程就是烧结，烧成时在热工设备中进行的，这里的热工设备指的是窑炉及其附属设备。

窑炉从生产方式上分为间歇式和连续式，按电能转化为热能形式分为：电阻炉，感应炉，电弧炉，等离子炉等，在使用热源上又分为火焰式和电热式。目前，电子陶瓷，高温陶瓷及其他特种陶瓷的生产和科研处于火热期。

在实验中，使用较多的是间歇式的电阻炉。

本设计结合我们所学的《硅酸盐工业热工基础》中的传热学，材料学等方面的只是进行了电阻炉的设计，通过设计使我们学会了查阅资料，熟悉知识，锻炼了设计和绘图等能力，提高了我们的设计思维水平。

目录

第一章：高温炉的简介

§1.1电热窑炉的简介

§1.2电阻炉的简介

§1.3选用箱式电阻炉的原因第二章：炉膛尺寸的确定

§2.1炉膛容积的初步认识

§2.2炉膛尺寸的确定

第三章：材料的选择

§3.1耐火材料的选择

§3.2隔热材料的选择

第四章：电阻炉尺寸及结构

§4.1炉膛结构尺寸

§4.2炉门结构和尺寸

第五章：功率的计算

§5.1电阻炉理论功率的确定

§5.2时机功率的确定

§5.3功率的校核

第六章：供电电路及功率调节

§6.1供电电路

§6.2功率的调节

第七章：电热元件的选择和确定

§7.1电热元件材料的选择

§7.2电热元件尺寸的计算

§7.3电热元件的安装

第八章：热电偶材料选择

§8.1热电偶材料简介

§8.2热电偶材料的确定

设计心得

参考文献

第一章高温炉的简介

随着科学技术的发展，原有的材料在很多情况下都不能适应，需要特种加工。其原料多为高纯氧化物，碳化物，氮化物等高温材料。这些现代化耐热材料的制造和检验都需要在高温下进行。因此新型的高温设备也就得到了相应的发展。除了一般工业上使用感应炉，电弧炉，电子束炉，等离子炉也相应发展起来。等离子体设备可产生10000~30000℃的高温。太阳炉能融化几乎所有现代高温材料。

§1.1电热窑炉的简介

一、概述：

目前，在电子窑瓷，高温陶瓷及其他特种陶瓷生产与科研中，各种电炉层出不穷。对电路在高温，气氛及压力诸方面提出愈来愈高的要求。电热隧道窑，高温氢

气鉏丝炉及钨棒炉已被广泛地采用。

与火焰窑炉相比，电炉有许多优点：

电炉热效率高，加热空间紧凑，空间热强度高，可以获得2000℃以上的高温，这是火焰窑炉难以达到的，而且产品质量好，炉内气氛比较洁净，同时温度可以进行非常精确的控制，容易实现自动化生产，电炉不需要燃烧室、排风机或烟囱，结构简单，占地面积小，可在各种人工气氛下烧成。由于没有极高温度的燃烧室及炉灰的影响，所以耐火材料的使用寿命长。

电炉的缺点是附属电器设备比较复杂，尤其是电费高，成本大。要实现还原气的烧成，还需另外加入还原性气体。

二、电热窑炉的分类：

电炉按电能转变为热能的方式，一般分为电阻炉，感应炉，电弧炉，电子束炉和等离子炉五大类。

1、电阻炉：当电源接在导体上时，导体有电流通过，由于导体有电阻。而发热的一种电热设备成为电阻炉。

2、感应炉：电子电磁感应作用在导体内产生感应电流，

而这感应电流因为导体的电阻而产生热能的一种电炉。

3、电弧炉：热量主要由电话产生的电加热炉。

4、电子束炉：利用高速运动的电子能量作为热源加热的电炉。

5、等离子炉：利用电能所产生的等离子体的能量来进行加热的电炉。

由于电子陶瓷及高温陶瓷的烧成主要利用间接加热电阻炉，并且电阻炉也广泛应用于科研及实验室，故我们重点介绍。

§1.2 电阻炉简介

一、电阻炉的概念

电阻炉是把电流通到电热提上而发出热量，借热的传导，对流及辐射方式把热量传给制品。

二、电阻炉的分类

电阻炉通常是按照炉膛的结构及制品在电炉内的移动方式加以划分。可以分为如下几类：

1、间歇操作电炉：