热处理电阻炉设计计算举例演示文稿
电阻炉设计
题目热处理炉设计学院专业班级学号学生姓名完成日期一、设计任务1、中碳钢、低合金钢毛坯或零件的淬火、正火及调质处理；2、最大生产率150Kg/h；3、工作温度：最高使用温度≤1200℃；4、生产特点：周期式成批装料，长时间连续生产。
二、炉型的选择因为工件材料为中碳钢、低合金钢，热处理工艺为淬火、正火及调质处理，且最高温度为1200℃，选择高温炉即可。
同时工件没有特殊规定并且需要小批量生产，则选择周期式箱式炉。
综上所述，选择周期式高温箱式电阻炉。
三、炉膛尺寸的确定1.炉底面积确定因无定型产品，故不能用实际排料法确定炉底面积，只能用炉底强度指标法计算。
查上表得，P0 =120Kg/（m2·h）F有效 = P/P0 = 150/120 = 1.25（m2）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，得炉底实际面积：F=F有效=1.25/0.85=1.471m22.炉膛底部的长度和宽度的确定L和B的比例为2~1.5（小炉子取上限），取L/B=2，因此F=L*B=0.5L2。
可得，L=2*F=1.72mB=L/2=0.86m为方便砌砖L=1856mm，B=920mm附表如下:3.炉膛高度的确定按统计资料，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=0.8左右，选定炉膛高度H=0.7m。
因此，确定炉膛尺寸如下长 L=(230+2)*8=1856mm宽 B=(113+2)*8=920mm高 H=(65+2)*11+37=774mm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=1600mmB效=700mmH效=700mm四、炉体材料选择与结构设计由于侧墙、前墙及后墙的工作条件相似，采用相同炉衬结构，应采用4层结构即耐火层为113mmLZ—48高铝砖+中间层为230mmQN—1.0轻质粘土砖+保温层为300mm硅藻土粉+10mm石棉板。
热处理炉第四章热处理电阻炉概述PPT演示文稿
电热元件
炉子的发热体，使电能 转化为热能，加热工件。
辅助装置 机械传动系统，炉子操 作参数测量及控制系统，
可控气氛供应和控制系统
或真空系统等等。
5
二、通用性周期作业热处理炉 1、箱式电阻加热炉
RX3系列950℃箱式电阻炉
6
1.6
第四章 热处理电阻炉概述
二、通用性周期作业热处理炉
1、箱式电阻加热炉
技术改造：采用轻质砖和耐火纤维作炉衬以减少炉子 的散热损失和蓄热量；加强炉子密封，通入保护气氛， 实现无氧化加热。
1.10
10
高 温 箱 式 电 阻 炉
高温箱式电阻炉
1-炉门；2-观察孔；3-变压器；
4-碳化硅棒；5-炉衬；6-炉壳；7-热电偶孔
11
高温箱式电阻炉：结构与中温箱式电阻炉相似，炉 墙内侧多了一层高铝重质耐火砖；由于炉温高，所以应 增加炉衬厚度，炉门壁厚。炉底多用碳化硅或重质高铝 砖制成。
29
罩式炉
30
1.30
五、处理小尺寸工件的周期作业炉
滚筒式炉 翻转炉底板式炉
小尺第寸四零章件装热筐加处热理时电常会阻堆炉积概在一述起，影响加热速度
和温度均匀性，这类炉子应能将工件分散布置在炉底上加 热，或在加热过程中使工件不断翻转运动。
滚筒式炉：小尺寸（如 轴肖，链片等）渗碳、 淬火和正火等。
滚筒式炉
5－台车驱动装置；6－台车；7－炉门；8－炉门升降机构
1.26
26
RX3系列台车式电阻炉
27
1.27
第四章 热处理电阻炉概升述降底式炉
炉体架空固定在支架上， 炉口向下和炉底可升降的 炉子。炉底在地面装料后 上升，将工件送入炉膛并 封闭炉口。
热处理电阻炉设计计算举例共70页文档
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
10、一个人应该：活泼而守纪律，天 真而不 幼稚， 勇敢而 鲁莽， 倔强而 有原则 ，热情 而不冲 动，乐 观而不 盲目。 ——马 克思
热处理设备热处理电阻炉ppt课件
考虑因素：
➢ 一次装炉料量、 ➢ 有效面积、 ➢ 装出料的方便程度、 ➢ 气体流通等
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炉型的选择和炉体尺寸的确定
具体尺寸确定：
L(炉膛的长度)=L1（有效的长度）+0.2~0.3（m） （预留的两空隙）
B(炉膛的宽度)=B1（有效的宽度）+0.2~0.3（m） （预留的两空隙）
热处理车间 设备与设计
热处理电阻炉
任慧平 孙昊 内蒙古科技大学 材料与冶金学院
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1
本章大纲的要求内容
概述
了解电阻加热炉的一般知识
炉型的选择和炉体尺寸的确定
掌握炉型的选择和炉体尺寸的确定办法和计算
电阻加热炉功率的确定
掌握如何确定电阻加热炉功率
电热体材料及其性能
了解电热体材料及其性能
电热体的计算及其在炉内布置
✓ 为节能和提高升温速度，在符合耐火、保温和机 械强度的要求，应尽量采用轻质耐火材料
✓ 保温材料的使用温度不能超过容许温度。 ✓ 炉衬外表温度应保持在40~60℃之间为宜。
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炉型的选择和炉体尺寸的确定
炉墙的砌筑：
➢ 炉温低于300℃的电阻炉，用钢板夹层作炉墙，中间 填充保温材料
➢ 小于700℃，轻质粘土砖做砌体，外部加蛭石粉或硅 藻土砖等保温材料
炉壳的作用是保护炉衬，加固炉子结构和保 持炉子的密封性，通常是用钢板复贴在钢架 上焊接而成
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电阻加热功率的确定
确定方法：
经验计算法 类比法 理论计算法
经验计算法：
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电阻加热功率的确定
类比法 理论计算法(热平衡法)
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。
第二章热处理电阻炉设备演示文稿
对于炉膛较深的井式电阻炉，为使炉温均匀，可分几个加热区，各 区温度分别控制。
由于井式炉密封性较好、散热面积小，因此热效率较高(高于箱式电阻 炉)。
第十九页，共173页。
第二十页，共173页。
• （ii）RJ系列化列间接加热井式电阻炉
• a、高温井式电阻炉：最高温度1200℃ • b、中温井式热处理炉：最高温度950℃
装料出料使工件顺序通过炉膛的炉子。 • 特点：①工件在炉内完成了加热（预热、升
温、均温）保温，有时包括冷却的全部工艺 操作。 • ②每个（每批）工件的处理条件基本相同⇒ 生产效率高，产品质量稳定、生产成本低。 • ③设备费用较高，不易改变工艺，适用于品 种单一的大批量生产。
第四十七页，共173页。
• 2、分类（按传动机构） • （1）推送式炉 • 直通式的结构，一端安设推料机，将导轨上
• 包括炉壳、炉门、电热元件引出孔，热电偶孔、风 扇轴孔，推料机械伸出炉外的孔洞等处的密封。
• 仅应用于电阻炉。控制电热元件受气氛侵蚀。
• (b)炉罐密封 • 密封效果好，但会降低传热效果和增加炉罐材料消耗，
炉子工作温度也受限制。
• (c)兼具上述两种 • 采用辐射管加热器，防止炉气侵蚀元件和火焰破坏炉
第五十三页，共173页。
第五十四页，共173页。
• （三）可控气氛热处理炉 • 可控气氛热处理炉是我国重点发展的炉子。 • 可控气氛热处理炉：可控气氛或保护气氛，
实现工件无氧化，无脱碳加热。
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• 1、可控气氛炉应具备的条件 • （1）、炉膛严格密封
• 密封形式：炉体密封和炉罐密封两类。 • （a）炉体密封
内气氛。
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箱式热处理电阻炉设计
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）：材料工程及其自动化131专业班级：学号：姓名：指导教师：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 / mh·；炉底强度系数0.83；蛭石保温材料课程设计( 论文)(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.................................................... 1..2.10 电热体元件图 ............................................................ 1..4.11 电阻炉装配图 ............................................................ 1..5..12 电阻炉技术指标 .......................................................... 1..6.参考文献.................................................................... 1..7..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。
电阻炉设计与计算例题.
Q散= Q墙散+ Q顶散+ Q底散
= 4562.5 + 1111.6 + 1276
= 6950.1W
= 25020.4kJ/h
⑶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）
因为Tg = 950 + 273 = 1223K，Ta = 20 +273 = 293K，
炉底采用三层QN-1.0轻质粘土砖（67×3）mm+50mm密度为250kg/m3的普通硅酸铝纤维毡+182mmB级硅藻土砖和膨胀珍珠岩复合炉衬。
炉门用65mmQN-1.0轻质粘土砖+80mm密度为250kg/m3的普通硅酸铝纤维毡+65mmA及硅藻土砖。
炉底隔砖采用重粘土砖，电热元件搁砖选用重质高铝砖。
L效=1500mm
B效=700mm
H效=500mm
.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113mmQN-1.0轻质粘土砖+50mm密度为250kg/m3的普通硅酸铝纤维毡+113mmB级硅藻土砖。
炉顶采用113mmQN-1.0轻质粘土砖+80mm密度为250kg/m3的普通硅酸铝纤维毡+115mm膨胀珍珠岩。
同理可以求得
t2顶= 844.3℃，t3顶= 562.6℃，t4顶=53℃，q顶= 485.4W/m2
t2底=782.2℃，t3底= 568.5℃, t4底=53.7℃，q底= 752.2W/m2
炉顶通过炉衬散热
Q顶散= q顶·F顶均= 485.4 × 2.29 = 1111.6W
炉底通过炉衬散热
Q底散= q底·F底均= 572.2 × 2.23 = 1276W
电阻炉设计举例
电阻炉技术发展趋势
高效节能技术
采用先进的保温材料、优化炉膛结构 和智能控制技术，降低能耗和提高能 源利用效率。
环保技术
采用低氮氧化物燃烧器、废气处理装 置等，降低废气排放对环境的影响。
智能化技术
采用物联网、大数据和人工智能等技 术，实现电阻炉的远程监控、故障诊 断和预测性维护。
多功能化技术
开发适用于不同行业的专用电阻炉， 满足不同生产工艺的需求。
电阻炉温度均匀性改善
温度均匀性定义
电阻炉的温度均匀性是指炉内各点温度的一致性，是保证产品质 量和节能减排的重要因素。
温度均匀性改善方法
通过合理布置发热元件、优化炉膛气流组织、采用智能控制算法等 手段，提高温度均匀性。
产品质量稳定性
改善温度均匀性可以减少产品在加热过程中的变形和开裂，提高产 品合格率和稳定性。
电阻炉设计举例
目 录
• 电阻炉概述 • 电阻炉设计基础 • 电阻炉设计举例 • 电阻炉性能优化 • 电阻炉的应用与发展趋势
01 电阻炉概述
电阻炉的定义与特点
01
电阻炉是一种利用电阻加热原理 的工业炉，通过电流在导电材料 中产生的热能来加热工件或物料 。
02
电阻炉具有能源利用率高、环保 、安全可靠等特点，广泛应用于 冶金、机械、化工、陶瓷等工业 领域。
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电阻炉安全性能提升
安全性能定义
人身财产安全
电阻炉的安全性能是指炉子在使用过 程中对操作人员和设备的安全保障能 力。
提升安全性能可以减少事故发生，保 障操作人员的人身安全和企业的财产 安全。
安全性能提升方法
通过加强炉子密封、设置安全保护装 置、制定安全操作规程等措施，提高 安全性能。
热处理炉课程设计40
F F1 0.5 0.625m2 0.80 0.80
（2） 确定炉膛的长度和宽度 炉底长度和宽度之比 L 在 3/2～2 之间选择。考虑到炉子使用时装、出料
1. 炉墙炉衬材料的选择及其厚度的计算
炉子的两边侧墙和前后墙可采用相同的炉衬结构，同时为简化计算，将炉
2
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电，力根保通据护过生高管产中线工资敷艺料设高试技中卷术资配0料不置试仅技卷可术要以是求解指，决机对吊组电顶在气层进设配行备置继进不电行规保空范护载高高与中中带资资负料料荷试试下卷卷高问总中题体资，配料而置试且时卷可，调保需控障要试各在验类最；管大对路限设习度备题内进到来行位确调。保整在机使管组其路高在敷中正设资常过料工程试况中卷下，安与要全过加，度强并工看且作护尽下关可都于能可管地以路缩正高小常中故工资障作料高；试中对卷资于连料继接试电管卷保口破护处坏进理范行高围整中，核资或对料者定试对值卷某，弯些审扁异核度常与固高校定中对盒资图位料纸置试，.卷保编工护写况层复进防杂行腐设自跨备动接与处地装理线置，弯高尤曲中其半资要径料避标试免高卷错等调误，试高要方中求案资技，料术编试交写5、卷底重电保。要气护管设设装线备备置敷4高、调动设中电试作技资气高，术料课中并中3试、件资且包卷管中料拒含试路调试绝线验敷试卷动槽方设技作、案技术，管以术来架及避等系免多统不项启必方动要式方高，案中为；资解对料决整试高套卷中启突语动然文过停电程机气中。课高因件中此中资，管料电壁试力薄卷高、电中接气资口设料不备试严进卷等行保问调护题试装，工置合作调理并试利且技用进术管行，线过要敷关求设运电技行力术高保。中护线资装缆料置敷试做设卷到原技准则术确：指灵在导活分。。线对对盒于于处调差，试动当过保不程护同中装电高置压中高回资中路料资交试料叉卷试时技卷，术调应问试采题技用，术金作是属为指隔调发板试电进人机行员一隔，变开需压处要器理在组；事在同前发一掌生线握内槽图部内纸故，资障强料时电、，回设需路备要须制进同造行时厂外切家部断出电习具源题高高电中中源资资，料料线试试缆卷卷敷试切设验除完报从毕告而，与采要相用进关高行技中检术资查资料和料试检，卷测并主处且要理了保。解护现装场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
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。
电阻炉功率计算
电阻炉功率的计算热处理电阻炉功率的计算方法有热平衡计算法和经验计算法良种。
一、热平衡计算发热平衡计算法是根据炉子的输入总功率（收入项）应等于各项能量消耗（支出项）总和的原则确定炉子功率的方法。
1．热处理电阻炉的主要能量支出炉子能量消耗包括热工件的热量（有效热量）、在生产操作中的各项热损失和电能输入炉子过程中在电气设备及导线中的电能损失（如变压器和炉外电缆的电能损失等）炉子能量消耗量与炉子结构、。
尺寸、生产率、热处理工艺和供电方式有关。
电阻炉主要热量指出项目的计算方法如下：（1）加热工件所需热量Q 件Q 件=P( c 2 t 2－c 1 t 1 ) ( kJ / h) 式中：P——炉子的生产率( kg / h) t 1、t 2 ——工作加热的初始和终了温度（℃）c 1、c 2 ——工件在t1 和t2 时的比热容〔kJ/(kg·℃)〕，参见附表６。
若以加热阶段作为热平衡的时间单位时，Q 件应为Q 件＝G 装（c2t2－c1t1）／г加（kJ/h）式中：G 装——一次装炉料重量（kg）；г加——加热阶段时间（h）。
（２）加热辅助构件（料筐、工夹具、支承架、炉底板及料盘）所需热量Q 辅Q 辅=P 辅（c2t2-c1t1）（kJ/h）式中：P 辅——每小时加热辅助构件的重量（kg/h）；t1、t2——辅助构件加热的初始和终了温度（℃）；c1、c2——辅助构件在t1 和t2 时比热容[kJ/(kg·℃)；（3）加热控制气体所需热量Q 控Q=V 控 c 控（t2-t1）（kJ/h）式中：V 控——控制气体的用量（m3/h）；t1、t2——控制气体入炉前温度和工作温度（℃）；c 控——控制气体在t1～t2 温度范围内的平均比热容[kJ/(m3·℃)] (4)通过炉衬的散热损失Q 散在炉处于稳定态传热时,通过双层炉衬的散热损失为式中:tg、ta——炉气和炉外空气温度（℃），对电阻炉可以认为tg 近似等于炉内壁温度或炉温；啊s1、s2——第一层和第二层炉衬的厚度（m）；λ1、λ2——第一层和第二层炉衬的导热率〔W/(m2·℃)〕〕ɑ∑２——炉体外壳对周围空气的综合传热系数〔W/(m2·℃)〕（见附表２）； F 散——炉体的平均散热面积（m２）；３.６——时间系数。
热处理电阻炉-炉体计算
t1 − t 2 q= 采用双层炉衬结构时，热流密度为： 采用双层炉衬结构时，热流密度为： δ1 λ1 t1 + t x 其中： 其中： λ1 = a1 + b1t1αv = a1 + b1 2
q
材料工程学院 金属材料系
电阻炉的结构设计
所以 因此， 因此， 式中， 式中，
2 2 − a1 + a1 − 2b1 (qδ1 − a1t1 − 0.5b1t1 ) tx = b1
200
炉外壁温度 70°C °
300 200 100
100 70 100 200 300 400
保温层厚度 /mm
耐火层厚度 /mm
材料工程学院 金属材料系
电阻炉炉衬砌筑原则
砌砖体的尺寸为砖尺寸的整数倍（包括砖逢）。 砌砖体的尺寸为砖尺寸的整数倍（包括砖逢）。 电热元件接触的高铝砖Al 含量不低于60％， ％，Fe 含量小于1.5％。 与电热元件接触的高铝砖Al2O3含量不低于60％，Fe2O3含量小于1.5％。 可控气氛内壁耐火砖必须为一级品。 可控气氛内壁耐火砖必须为一级品。 灰缝：炉墙和炉底不大于2mm，炉顶不大于1.5mm， 灰缝：炉墙和炉底不大于2mm，炉顶不大于1.5mm，可控气氛炉不大于 1mm。 1mm。 粘土砖和轻质粘土砖应用粘土火泥浆，高铝砖用高铝火泥浆砌筑。 粘土砖和轻质粘土砖应用粘土火泥浆，高铝砖用高铝火泥浆砌筑。 炉衬砖逢必须相互交错。 炉衬砖逢必须相互交错。 砌砖体必须要留有膨胀缝。 砌砖体必须要留有膨胀缝。 隔热层用硅藻土砖时必须干砌，缝隙用隔热填料填满。 隔热层用硅藻土砖时必须干砌，缝隙用隔热填料填满。 金属预埋件必须与砌砖体同时安装。 金属预埋件必须与砌砖体同时安装。 除特殊情况外重质砖不得与炉壳直接接触，以减少热损失。 除特殊情况外重质砖不得与炉壳直接接触，以减少热损失。
热处理电阻炉的设计
04 热处理电阻炉的节能与环 保设计
节材料
采用先进的保温材料，如 硅酸铝纤维毡、纳米陶瓷 纤维等，减少热量损失， 提高热效率。
智能控制系统
采用智能温度控制系统， 实现温度的精确控制，避 免过热和能源浪费。
炉膛材料
选择耐高温、耐腐蚀、保温性能好的材料。
通风设计
合理设计通风口的位置和大小，保证炉内温 度均匀和节能。
温度控制系统设计
温度传感器
选择合适的温度传感器，实现炉内温度的实 时监测。
温度控制仪表
选择高精度的温度控制仪表，实现温度的精 确控制。
控制算法
采用合适的控制算法，实现温度的快速、稳 定控制。
按照说明书逐步组装电阻炉，并确保所有电气和管道连接正确、牢固。
安装步骤与注意事项
遵守安全规定
准确测量与定位
在安装过程中，始终遵守国家和地方 的安全规定，确保人员和设备安全。
确保所有尺寸和定位准确，以免影响 正常使用和性能。
检查设备完整性
确保在运输过程中设备没有损坏，如 有损坏应及时联系供应商。
调试步骤与注意事项
热处理电阻炉的设计
目录
CONTENTS
• 热处理电阻炉概述 • 热处理电阻炉的设计要素 • 热处理电阻炉的材料选择 • 热处理电阻炉的节能与环保设计 • 热处理电阻炉的安装与调试
01 热处理电阻炉概述
定义与特点
定义
热处理电阻炉是一种利用电阻加热原 理，对金属材料进行加热处理的设备。
特点
具有加热速度快、温度均匀、节能环 保、操作简便等优点，广泛应用于金 属材料加工和制造行业。
注意观察与记录
热处理电阻炉炉体计算 ppt课件
中温炉是113mm轻质粘土砖和230mm保温砖，高温炉是 113mm轻质高铝砖、113mm轻质粘土砖和230mm保温砖
热处理电阻炉炉体计算
材料工程学院 金属材料系
电阻炉的结构设计
(三) 炉顶
炉顶结构形式主要有拱顶和平顶两种。热处理炉 大都采用拱顶。
(四) 炉门
炉门部分包括炉门洞口、炉门框和炉门。 炉门应保证炉子操作方便，炉口密封好(特别是可 控气氛炉)和减少热损失。
耐火层厚度
热处理电阻炉炉体计算
/mm
材料工程学院 金属材料系
电阻炉炉衬砌筑原则
▪ 砌砖体的尺寸为砖尺寸的整数倍（包括砖逢）。 ▪ 与电热元件接触的高铝砖Al2O3含量不低于60％，Fe2O3含量小于1.5％。 ▪ 可控气氛内壁耐火砖必须为一级品。 ▪ 灰缝：炉墙和炉底不大于2mm，炉顶不大于1.5mm，可控气氛炉不大于
热处理电阻炉炉体计算
材料工程学院 金属材料系
电阻炉的结构设计
(二) 炉底面积 工件与电热元件或工件与炉膛前、后壁之间应保持一定距离，一般为 0.1～0.15m。 常把用于布料的面积称为有效面积，它一般为炉底总面积A的70~85% 大型炉取上限。炉底宽度B与长度L之比一般应保持在2/3～l/2范围内。
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★热处理电阻炉的设计是一项综合性的技术工作：
所需知识：炉子知识；热处理工艺；机械设计；电 工及温度控制等有关内容；
设计原则：密切结合生产实际，综合运用有关知识。
★设计准备：详尽收集有关原始资料：
包括：生产任务(公斤或件/小时或年)及作业制度 (一、二班或连续生产)；加热工件的材料、形状、 尺寸和重量；工件的热处理工艺规程和质量要求； 电源及车间厂房等条件；炉子的制造维修能力和 投资金额等。
B外=B+2×(115+50+115)=1490mm
H外=H+f+(115+80+115)+67×4+50+182
炉顶厚
4 块粘土砖高 炉 底保温层厚
=640+116+310+268+50+182
炉顶 采用113mmQN —1. 0轻质粘土砖十80mm密度 为250kg/m3的普通硅酸铝纤维毡十115mm膨胀珍珠岩。
炉底 采用三层QN—1.0轻质粘土砖(67① ×3)mm + 50mm密度为250kg/m3的普通硅酸铝纤维毡十182mmB级 硅藻土砖和膨胀珍珠岩复合炉衬。
炉门 用65mmQN—1.0轻质粘土砖+80mm密度为 250kg/m3的普通硅酸铝纤维毡+65mmA级硅藻土砖。
作用：炉衬变薄、重量减轻、炉衬蓄热量减少、 热损失减少、降低炉子空载功率并缩短升温时间。
4）较大的炉子采用温度分区控制，增进温度均匀 性， 还可设置风扇，以加快传热速度。
5）炉底电热元件上方敷盖耐热钢制炉底板，其材 料以铬锰氮居多。
c、低温箱式电阻炉：<650 ℃
有强制气流循环和远红外辐射加热炉，前 者靠对流传热。
炉底隔砖采用重质粘土砖，电热元件搁砖选用重质 高铝砖。（注①67=65+2，2是砖缝的宽度。）
炉底板材料选用Cr—Mn—N耐热钢，根据炉底实际尺寸 给出，分三块或四块，厚20mm。
四、砌体平均表面积计算
砌体外廓尺寸如图53;2×(115+50+115) = 2360mm
二、炉型的选择
根据设计任务给出的生产特点，拟选用箱式热处理电 阻加热炉，不通保护气氛。
三、确定炉体结构和尺寸
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160kg/h，按表
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
120kg/(m2﹒h)，故可求得炉底有效面积
和生产质量高，劳动条件好，对环境污染较小。
箱式电阻炉
箱式电阻炉
a、高温箱式电阻炉：最高温度1300℃，SiC 棒作电热元件。
特点：
①电热元件直接布置在炉膛两侧，且不遮蔽， 极少布置于炉顶和炉底，工件加热依靠热辐 射。
②砌筑材料要求高，高铝砖或SiC制品。
b、中温箱式电阻炉：额定温度950℃，合 金电热元件Ni-Cr 。
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=1500mm ； B效=700 mm； H效=500mm
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113mmQN—1.0轻质粘土砖+50mm密度为 250kg/m3的普通硅酸铝纤维毡+ 113mrnB级硅藻土砖。
F1
P P0
160 1.33m 2 120
有效面积与炉底总面积存在关系式F1/F=0.75~0.85， 取系数上限，得炉底实际面积
F F1 1.33 1.57m2 0.85 0.85
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装出料方便，取 L/B=2：1，而F=L·B=0.5L2，因此，可求得
特点：
1）电热元件布置在炉子侧壁和炉顶，依 靠辐射加热工件。
2）炉衬采用密度不超过1.0g/cm3的轻质耐 火粘土砖砌成，保温层采用珍珠岩保温砖 并填以蛭石粉、膨胀珍珠岩颗粒等材料。
b、中温箱式电阻炉：额定温度950℃，合金电热 元件Ni-Cr 。特点：
3）在耐火层和保温层间夹以硅酸铝耐火纤维作为 炉衬。
热处理电阻炉设计计算举例演示文稿
电阻炉是最主要的、应用最广的热处理设备
优点：
1)控温精度和自动化程度很高，准确度可达1～5℃； 2)炉温均匀性好，波动范围小，可控制在3～5℃； 3)热效率高，可达45%～80%(煤气炉＜25%)； 4)便于采用可控气氛； 5)结构简单紧凑，体积小，便于组成流水线生产； 6)其生产和热处理工艺的机械化、自动化、生产效率
编制电炉使用说明书等随机技术文件。
热处理电阻炉设计计算举例
一、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淬火、正 火及调质处理。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：160kg/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。
★热处理电阻炉的设计内容
(1)炉型的选择； (2)炉膛尺寸的确定； (3)炉体结构设计(包括炉衬、构架、炉门等)； (4)电阻炉功率的计算及功率分配； (5)电热元件材料的选择； (6)电热元件材料的设计计算； (7)炉用机械设备和电气、控温仪表的设计与选用； (8)技术经济指标的核算； (9)绘制炉子总图、砌体图、零部件图、安装图和
L F / 0.5 1.57 / 0.5 1.772 m
B L / 2 1.772 / 2 0.886 m
根据标准砖尺寸，为便于砌砖，取L =1.741m， B=0 .869m。
3．炉膛高度的确定
按统计资料，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=0.7左右，根据 标准砖尺寸，选定炉膛高度H=0.640m。
因此，确定炉膛尺寸如下：
砖长 砖 缝
长 L （230 2） 7 （230 1 2） 1741 mm
长度
炉底搁砖宽度 2
宽 B （120 2） 4 （65 2）（40 2） 2 （113 2） 2 869 mm
高 H （65 2） 9 37 640 mm
拱角砖矮边 高度
炉底支撑砖厚度