高温箱式加热炉的设计

摘要

金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。

文中主要介绍了热处理炉常用的耐火材料，保温材料的种类和特点。介绍了热处理炉的结构，设计，以及相关的计算。同时，介绍了电热元件材料的一般性能，以及相关的计算与设计。为了实现节能的效果，文中还简要的介绍了当今箱是炉主要的节能方法和途径。

关键词：箱式，高温热处理，节能。

Subject: Box-Tpye High Heat Treatment Furnace

ABSTRACT

Metal heat treatment is one of the important arts and crafts in machinery manufacturing, compared with other treatment, it usually don't change the shape and the whole piece, but by changing the chemical composition of the microstructure, or a change in the chemical composition of workpiece surface, or to improve performance of workpiece.Its characteristic is that to improve the quality of workpiece, which is generally not naked eye can see.

This paper mainly introduces the common heat treatment furnace refractories, insulation materials and features.And i ntroduces the structure, design of heat treatment furnace, and related calculation.In order to realize the energy saving effect, this paper has briefly introduced the current mainly energy saving method of box-tpye high heat treatment furnace

Keyword:Box-Tpye ，High Heat Treatment，Energy –saving

目录

第一章绪论 (1)

第二章热处理基础知识 (3)

2.1热处理原理 (3)

2.2热处理的主要工艺 (3)

2.3 热处理设备 (4)

第三章炉体材料 (6)

3.1耐火材料 (6)

3.2轻质耐火材料和绝热材料 (8)

第四章高温箱式热处理炉的结构设计 (10)

4.1 炉子结构设计 (10)

4.1.1 炉膛尺寸的确定 (10)

4.1.2 炉墙的砌筑 (11)

4.1.3 炉顶的砌筑 (11)

4.1.4 炉门的设计 (12)

4.1.5 炉衬材料和厚度的确定 (13)

4.2 钢结构的确定 (13)

第五章热处理炉电热体设计 (17)

5.1 电热元件材料 (17)

5.1.1电热元件材料应具有的性能 (17)

5.1.2 各种电热材料的特性 (18)

5.2电炉功率的确定 (19)

5.3电热体尺寸及位置的确定 (23)

5.3.1 电阻炉的接线方法的设计 (23)

5.3.2 电热体的确定 (25)

5.3.3 电热体的布置 (26)

第六章箱式热处理炉的节能 (28)

结论 (29)

致谢 (30)

参考文献 (31)

第一章绪论

金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。

箱式电阻炉在各种机器制造厂的热处理车间应用的很广泛，适用于单个小批大、中、小型零件的热处理，如：退火、正火、回火以及固体渗碳等。带有特殊马弗室的箱式电阻炉，还可以用来进行固体渗铝和金属线、带的光亮退火，由于用途比较广，人们常称它为万能电阻炉。根据各种不同的工作要求，箱式电阻炉的炉底有各种不同的构造，常见的有以下几种：

1.炉底固定式这种箱式电阻炉在实际应用中的数量最多，容量可以从数千瓦到数百千瓦，工件由人工装卸。

2.炉底升降式这种箱式电阻炉主要用作大型铸、锻件的回火和钢板的热处理，其容量大都在数百千瓦以上，其炉底为一耐热合金钢制成的平车，需加热的工件即放置在上面，沿铁轨推至炉罩下面的工作台上，借电动机或液压装置把它升到炉膛内。平车与炉身接触处，可以用砂或其他液体密封，以便通入所需的各种保护气体避免工件的氧化和脱碳。

3.炉底可移动式这种箱式电阻炉的炉底为一有耐火砖与部分耐热合金钢制成的平车，但与炉底升降式的箱式电阻炉的平车不同，此平车是从通入炉内的轨道上沿水平方向推至炉中，车面正好是炉子的底，通常车轮、车轴均露

在炉外。平车的进出大都用电动机曳引，为了使炉子有足够的热量，往往在装载工件的平车的下面也装有电热元件，车面与炉身接触部分，也可用细沙密封。

4.滚珠炉底式这种箱式电阻炉的结构，几乎全与炉底固定式箱式电阻炉相同，只是在它的炉底上砌有数条耐热合金钢轨道，在这些轨道上，均放有数颗耐热合金钢丸，装载工件的耐热钢底板，即放置在钢丸的上面，可使工件装载时的重力大为减轻，这种炉子的主要用途为大、中型锻模的加热及固体渗碳，而不适用于小零件的热处理。

随着社会主义建设的发展，热处理设备正日益显示重要作用。通过设计和制造新设备，改造旧设备，以适应飞跃发展的工业生产的需要，而气体渗碳炉的改造，主要围绕提高产品质量及设备的性能，改善劳动条件和消除公害等方面进行的，具体有以下几方面：

1．改善炉膛结构，合理布置加热元件，提高密封程度，强化炉气对流，以改善加热质量。

2．加大炉子功率，采用新型筑炉材料，电热元件和新结构的烧嘴，以强化设备加热过程，提高加热效率。

3．提高设备机械化、自动化程度，提高劳动生产率和改善劳动条件。

4．采用可控气氛炉，进行无氧化加热和提高化学热处理的效果。

5．采用能提高节能效果的耐热钢，耐火材料，保温材料等新材料。