管式电阻炉说明书(热工)

管式电阻炉的设计

热工课程设计任务书

1.电阻炉形式：管式电阻炉

2.炉膛尺寸：Φ80mm×280mm

3.使用温度：1000℃

4.炉体表面温度：80℃

5.电源电压：单相，220V。

摘要

本热工课程设计说明书是根据XXXX热工课程的要求设计而成的，着重于阐述箱式电阻炉的具体设计过程，设计包括：炉膛设计、容积的设计、炉体材料的选择及炉体机构设计、功率的计算、电热体布置及供电电路设计、电热体尺寸计算、测温热电偶选择等。着重于阐述电阻炉结构的确定、发热体材料的选择、供电电路的设计等一系列设计电阻炉需要解决的实际问题。

本设计是综和运用《材料工程基础》与《热工设备》这两门课程所学的传热学、耐火材料、保温材料、电热体材料、窑炉结构等方面的知识进行电阻炉的设计。通过本设计使学生进一步的理解和掌握课程所学的知识，同时对学生的查阅资料、参数的选择及确定、设计计算、制图等方面的设计技能的训练。

本设计说明书可为实验室实用箱式电阻炉提供参考，也可为实验室箱式电阻炉的维护提供依据。

任务设计书 (2)

摘要 (3)

引言 (5)

第一章电阻炉的特点及其分类 (6)

第二章炉膛容积和尺寸的确定 (6)

第三章炉体材料选择和炉体结构设计 (8)

第四章功率的计算 (9)

第五章电热体材料的选择 (9)

第六章电热体尺寸计算 (10)

第七章供电电路、功率分布、功率调节 (11)

第八章测温热点偶的选择 (11)

总结 (12)

参考文献 (13)

电阻炉是利用电流使炉内电热元件或加热介质发热，从而对工件或物料加热的工业炉。电阻炉在机械工业中用于金属锻压前加热、金属热处理加热、粉末冶金烧结、玻璃陶瓷焙烧和退火、低熔点金属熔化、砂型和油漆膜层干燥等。电阻炉与火焰炉相比，它具有结构简单，占地面积少，加热空间紧凑，空间热强度高，热效率高，温度便于实现精确控制等特点。

本次课程设计的目的就是将热工课程的理论知识应用到电阻炉设计的实验中去，理论与实践相结合，从而了解电阻炉的各部分元件的性能要求、构造及设计方法。

通过本次设计增强了理论与实践相结合的能力，加强了动手动脑能力和逻辑思维能力，为今后的实验工作奠定了基础，积累了丰富的经验。

陶瓷工业在社会主义建设、国防科学和人民生活中都占有重要的地位，它不仅与人类的日常生活文化有密切的关系，而且随着科学技术的发展，运用于电子、原子能等尖端材料中。

第一章电阻炉的特点及其分类

一、电阻炉的特点：

电热窑炉是一种可以把电能转化为热能，使制品温度上升，并完成烧结过程的一种窑炉。

其优点有：

（1）可以达到2000℃以上的高温，且控温精度高；

（2）炉内气氛洁净，产品质量好；

（3）结构紧凑，空间热强度高，即热效率高；

（4）不需要燃烧系统、通风系统，占地面积小，结构简单；

（5）对环境污染小；

（6）易实现自动化。

其缺点有：

（1）附属的电器设备比较复杂；

（2）烧还原气氛时，须人工引入还原气体；

（3）电耗高，电费较贵。

二、电阻炉的分类：

电阻炉通常按照炉膛的结构形式及制品在电阻炉内的移动方式加以划分，可分为如下几类：

（一）间歇操作电炉：按炉温的高低，分为低温（工作温度低于600～700℃）、中温（工作温度为700～1250℃）和高温（工作温度大于1250℃）三类。按其结构特点来分可分为：

①箱式电阻炉：外形象箱子，炉膛呈六面体，靠近炉膛内壁放置电热体，炉温在1200℃以下，通常采用镍铬丝、铁铬铝丝；炉温为1350～1400℃时采用硅碳棒；炉温为1600℃时可采用二硅化钼。箱式电阻炉主要用于单个小批量的大、中、小型制品的烧成。

②井式电阻炉：炉膛高度大于长度和宽度，炉门开在炉顶面，用炉盖密封。电热体通常布置在炉膛的侧壁上，多为圆形、正方形或长方形，适宜于烧制管状制品。深井电炉通常沿高度分成几个加热区，各区温度通过分别控制功率来调节，使电炉沿整个高度温度分布均匀。噶问陶瓷氢气钼丝炉最高工作温度为1700～1800℃，钨棒炉可达2500℃。

（二）半连续操作电阻炉：这种窑炉不在狭长的炉室内装制品，这样有便于操作，改善劳动条件的优点。按结构可分为：

①钟罩式电阻炉：它由炉罩和底座构成，形状大多是圆形，密封性好，热效率高。

②台车式电阻炉：它易于适应生产上的变化情况，比普通电炉热利用率高。

（三）连续操作电热窑炉：电热隧道窑较其他窑型有先进的热工设备，已广泛使效果好，它的结构与煤气隧道窑很相似，具有连续大批量生产的优点。工业应用较多的连续操作电热窑有：

①窑车式电热隧道窑：可以做成双轨，两个隧道靠的很近，以减少向外热损失。

②推板式电热隧道窑：通道由一个或数个隧道所组成。通道底由坚固的耐火砖精确砌成滑道，制品装在推板上由顶推机构推入窑室内烧成。

③辊底式电热隧道窑：这种窑温度分布均匀适宜快速烧成，有利于实现烧成工序的机械化和自动化。

④传带式电阻炉：具有一条由两个轮滚撑紧的传送带，两个轮滚中的一个是主轮滚，由电动机驱动。传动带用耐火合金材料制成，电热体安装在炉顶和炉底。

⑤链式电阻炉：电热体用铁铬铝高电阻电热合金丝，采用带状加工成波纹型悬挂于炉膛四周或采用丝状盘绕成螺旋形悬挂于炉膛两侧及搁置在炉底。三、选择设计箱式电阻炉的原因

本设计我选用箱式电阻炉。箱式电阻炉的使用范围广，不同温度下可采用不同的电热元件，且制品的烧成范围比较广，适用于大、中、小型的各类制品的生产加工。

第二章炉膛容积和尺寸的确定

2.1炉内宽与高的尺寸确定原则

(1).窑炉体积大，产量大，单位窑积所占外表面积比容积小的窑炉相应小些，

因此单位制品的电阻炉体积蓄、散热量要小些。电阻炉的容积过大会使炉内温度分布不均匀，降低烧成产品的质量。

(2).炉膛容积小，单位制品热耗大但炉内温度分布均匀，炉内气氛均匀。窑炉的容积过小，其开设炉门散热损失所占比重大。

综上所述，炉膛容积不是越大越好，也不是越小越好，视情况而定。

2.2炉膛尺寸的确定

炉膛尺寸的大小应根据工件、盛料器或工件模具所需要的空间及发热元件的分布予以确定。工件与炉壁的距离随炉型和热工的要求不同而异，电炉的有效容积不包括电热体所占空间。确定电炉的长、宽、高等各项尺寸时，除考虑产品尺寸外还要考虑以下特点：电热体装在炉膛两旁宽度不能太大，否则炉膛方向上温度就不够均匀。

第三章炉体材料选择和炉体结构设计