热处理炉课程设计说明书

热处理炉

课程设计说明书

班级：材料物理111班

学生姓名：***

学号：**********

指导教师：**

江西理工大学材料科学与工程学院2015 年01 月06 日

目录

一、序言 (3)

二、设计任务书 (4)

三、炉型选择 (5)

四、确定炉体结构和尺寸.................................. (5)

五、计算砌体平均表面积 (6)

六、炉子功率的计算 (7)

七、炉子热效率计算 (10)

八、炉子空载是的功率计算 (10)

九、空炉升温时间计算 (10)

十、功率的分配与接线 (12)

十一、炉子技术指标（标牌） (13)

十二、设计小结 (14)

一、序言

热处理炉课程设计是在我们学完了大学的这门专业课、以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行课程设计对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年大学生活中占有重要的地位，本次课程设计旨在培养我们实际设计热处理炉及相关设备的能力，通过这次设计我将使我们获得综合运用过去所学知识，为将来搞好毕业设计、走上工作岗位打下坚实基础。

就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次锻炼。此次课程设计对给定的生产率分析并进行技术指标设计，其中考察了炉体材料选择，不同结构部位尺寸的选择，能量与实际结构的院系及实际要求，热力学，电学相关知识，历时两个星期的设计加深了对所学知识的理解，有助于今后能够熟练地运用于工作中。设计过程中遇到一些疑问经过老师的悉心指导都得以解决，在此对老师表示忠心地感谢。适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后工作打下一个良好的基础。

由于能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指教。

二、设计任务书

江西理工大学

材料学院2011级材料物理专业热处理炉课程设计任务书І、课程设计名称：热处理炉设计

П、课题名称：箱式电阻炉的设计

Ш、课程设计使用的原始资料（数据）及设计技术要求：

设计题目：为某厂实际一台热处理炉，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，处理批量为多品种，小批量；

（2）生产率：h

kg/

100；

（3）工作温度：最高使用温度C

950；

（4）生产特点：周期是成批装料，长时间连续生产；

参考资料：课本《热处理炉》（哈尔滨工程大学出版社）；

材料学院材料物理专业111 班

学生（签名）：张昊天

评分：_____________

三、炉型的选择

根据设计任务书给出的要求，拟选用箱式热处理炉，不同保护气氛。

四、确定炉体结构和尺寸

1.确定炉底面积

由于没有定型产品，炉底面积无法根据实际排料法确定，故在此采用生产力指标法。生产率p 为h kg /100，查表得到，箱式炉用于淬火和正火时，单位面积生产率)/(12020h m kg p ⋅=，故可以求得炉底有效面积为

20183.0120

100m p p F ===

有效面积与炉底种面积存在关系式85.0~75.0/1=F F ，这里取0.8，计算得炉底实际面积

2104.18

.083.08.0m F F ===

2.确定炉底的长度和宽度

为了方便装料、出料，热处理箱式电阻炉的底部尺寸有一定的要求，在这里，取2/=B L ，有

2204.12

1

m L B L ==⋅

故 m F L 442.15.0/04.15.0/===

m B 721.0=

为了方便砌砖，这里根据标准砖尺寸，取m B m L 718.0,394.1==，如图1所示。 3.确定炉膛高度

由统计资料的，炉膛的高度和宽度之比，即B H /，一般在9.0~5.0之间，考虑到炉子的实际工作条件，取7.0/=B H 左右，再由标准砖尺寸可以选定炉膛的高度。 具体的炉膛尺寸为

长 mm L 13942)22/230(5)2230(=⨯++⨯+= 宽 mm B 7182)2113(4)2120(=⨯++⨯+= 高 mm H 506377)265(=+⨯+=

在设计中，应当避免工件与炉子的内壁或者电器元件发生碰撞，因此，工件和炉膛壁之间应当有一定的空间，进一步确定炉子工作室的有效尺寸

mm L 1200=效 mm B 600=效 mm H 400=效

重质耐火砖 轻质耐火砖 硅藻土砖 耐热钢 耐火纤维 膨胀珍珠岩

图1 砌体结构示意图

4.确定炉衬材料、厚度

前墙、后墙和侧墙有相似的工作条件，因此，采用相同的炉衬结构，即8.0 113-QN mm 轻质粘土砖mm 55+密度3/250m kg 的普通硅酸铝纤维毡B 113mm +级硅藻土砖。

炉门采用0.1 65-QN mm 轻质黏质土砖mm 55+密度为3/250m kg 的普通硅酸铝纤维毡A mm 65+级硅藻土砖。

炉顶采用0.1 113-QN mm 轻质黏质土砖mm 55+密度为3/250m kg 的普通硅酸铝纤维毡mm 115+膨胀珍珠岩。

炉底采用三层0.1-QN 轻质粘土砖mm mm 50)367(+⨯密度为3/250m kg 的普通硅酸铝纤维毡B 182mm +级硅藻土砖和膨胀珍珠岩复合炉衬。

炉底板的材料选用N Mn Cr --耐热钢，根据实际炉底的尺寸，分三块或四块，厚度为mm 20。 炉底隔砖采用重质粘土砖)35(-NZ ，电热元件搁砖选用重质高铝砖。

五、计算砌体平均表面积

砌体外廓尺寸为

mm L L 1964)11555115(2=++⨯+=外 mm B B 1288)11555115(2=++⨯+=外

mm

f H H 1407 182

50268285116506 182

50467)11555115(=+++++=++⨯+++++=外

其中 f ——拱顶高度，此炉子采用 60标准拱顶，取拱弧半径B R =，则f 可以根据)30cos 1( -=R f 求出。

1.炉顶平均面积

2312.1442.16

869.014.3262m L R F =⨯⨯⨯=⨯=π顶内

2530.2964.1288.1m L B F =⨯=⨯=外外顶外

2822.1530.2312.1m F F F =⨯=⋅=顶外顶内平均