加热设备及车间设计复习总结选读.docx

加热设备及车间设计复习总结第一章热处理设备常用材料及基础构件热处理设备常用的材料有砌筑炉墙用的耐火材料、保温材料，炉内金属构件所需的耐热金属材料，电热原件所需的电热材料，炉壳所需的金属材料。耐火材料——凡是能够抵抗高温、并能承受高温物理和化学作用的材料。耐火材料的主要性能：耐火度：是耐火材料抵抗高温作用的性能，指耐火材料受热后软化到一定程度时的温度。（反映的是一种高温抗软化性能，耐火度不是材料的熔点。）?普通耐火材料 1580-1770℃?高级耐火材料 1770-2000℃?特级耐火材料≥2000℃荷重软化温度：是指耐火材料试样在0.2 MPa压力下，以一定的升温速度加热至开始软化变形0.6%的温度，此外也标注4%和40%的软化点。荷重软化点反应材料的高温结构强度。热稳定性: 是指耐火制品抵抗耐急冷急热而不破坏的能力标准测定方法：加热850 ℃，保温40 min，然后在流动的冷水中冷却3 min，重新加热冷却，直至试样破坏。高温化学稳定性：是指在高温下抵抗炉气、熔盐、金属氧化物等侵蚀的能力。重烧线变化（体积稳定性）：耐火制品加热至高温，制品尺寸（长度）发生的不可逆变化，以%表示，正值表示膨胀，称重烧线膨胀；负值表示收缩，称重烧线收缩。它是将耐火制品加热到规定温度，保温一定时间，冷却至室温后其长度所产生的残余膨胀或收缩。常用的耐火制品（定型）：1 ）粘土质耐火砖：是以耐火粘土作原料。特点：热稳定性好（10-15次），耐火度1580-1770℃，中性、偏弱酸，荷重软化温度不高，使用温度不超过1350 ℃。使用范围：各种加热炉、热处理炉和干燥炉的炉体，不宜做电热元件的搁砖，不宜做高碳气氛炉的内衬。2 ）高铝砖：是有高铝矾土、硅线石、天然或人造刚玉、工业氧化铝等经配料、混合、成形等工序最后经高温焙烧而成。特点：耐火度、荷重软化温度都高于粘土砖，使用温度可达1400-1650℃（高于粘土砖），中性，抗渣性和热震稳定性较好。重烧收缩较大，价格较贵。使用范围：高温炉的（ 1000 ℃以上）内衬，电热元件的搁砖。4 ）石墨制品:普通石墨制品：是用天然石墨做原料，添加耐火粘土做结合剂制成的产品优质石墨、高强石墨、高纯石墨等可制作电热元件，使用温度可达2200-3000℃。特点：高的耐火度和荷重软化温度；机加工性能好，强度随着温度的升高而加强，1700 ℃时，强度超过所有氧化物和金属材料；大气中加热易氧化。使用范围：具有保护气氛或真空系统的高温炉。5）抗渗碳砖：用于砌筑渗碳砖，可以为粘土质也可以为高铝质，严格控制氧化铁含量（Fe 2 O 3 低于1%，H 2 和CO使Fe 2 O 3 还原产生Fe、Fe 2 C、C等产物，使体积膨胀）用途：可控气氛炉内衬材料。重质抗渗碳砖：炉膛内表面和负荷大、易磨损部位轻质抗渗碳砖：隔热层耐热金属材料热处理设备用耐热金属材料有耐热合金钢、耐热铸铁等耐热合金钢：高于450 ℃条件下工作，并具有足够高的强度、抗氧化、耐腐蚀性能和长期的组织稳定性。在选择和使用电热材料时应考虑以下性能：1）耐热性和高温强度2）电阻系数3）电阻温度系数4）热膨胀系数5）机械加工性能电阻温度系数（1/ ℃）：表示电阻当温度改变1度时，电阻值的相对变化。电阻温度系数小的元件，功率稳定；电阻温度系数大的元件，以工作温度的电阻值作为功率计算依据；电阻温度系数很大的元件，需配备调压器。热膨胀系数（1 /℃）：电热元件受热伸长后的长度由下式确定L T =L 0 （1+ βT）对热膨胀系数较大的电热元件，设计安装时必须留有充分的膨胀余地。常用电热元件材料：金属电热元件、非金属电热元件、红外电热元件金属电热元件：常用的金属电热材料有镍铬合金、铁铬铝合金，真空和保护气氛中也使用钼、钨、钽。非金属电热元件：常用的非金属电热材料有碳化硅（硅碳棒）、硅钼棒，石墨等。第二章热处理炉的传热原理传热的基本方式: 传导、对流、辐射传导传热：热量由物体的一部分传至另一部分，或由一物体传至与其相接触的另一物体的传热现象。固、液、气态中都能发生，要求物体相互接触，无能量形式的变化。对流传热：流体中不同部分的相对位移时不同部分的质点相互混合，或者在运动质点与一相接处的固体表面之间所进行的热交换，只能在流体宏观运动时才能发生，无能量形式的变化。辐射传热：受热物体将热能部分转化成辐射能，以电磁波的形式向外放射，当投射到另一物体时部分被吸收转化成热能，无需中间介质，既有热量的交换，也有能量形式的转化，不论温度高低任何物质都向四周放射辐射能。热流：单位时间内由高温物体传给低温物体的热量叫热流或热流量Q。热流密度：单位时间内通过单位传热面积的热流，称为热流密度，用q表示。传导传热的基本方程式：热导率：反应了物体导热能力的大小。其数值为导热物体中相距1 1 m 处的温差为1℃时，单位面积上