第三章热处理电阻炉方案设计书09.1.docVIP

长春工业大学教案【教学单元首页】 第 7-12 次课 授课学时 10 教案完成时间：2012/9/1 章、节 第三章热处理电阻炉设计；§4.1电阻炉的基本特点；§4.2筑炉材料；§4.3电阻炉结构设计；§4.4电阻炉功率计算；§4.5电阻炉的功率分配和电热元件接线；§4.6电热元件的计算及材料选用；§4.7电热元件的安装；§4.8热处理电阻炉的经济技术指标 主要内容 1.箱式电阻炉；井式电阻炉；耐火材料；保温材料；炉用金属材料。 2.收集设计原始资料和确定炉型；炉膛设计；炉体结构设计；热平衡计算法；经验计算法。 3.功率分配；供电电压和接线方法；电热元件材料性能要求；常用电热元件材料及特点；电热元件表面负荷；电热元件的计算。 4.安装方式；电热元件引出与焊接；性能试验；电阻炉的技术规范。 目 的 与要求 目的：了解常用筑炉材料和电阻炉的分类、结构特点，学习热处理电阻炉设计一般流程和方法、电热元件选材和设计计算等，为合理选择热处理设备和从事热处理设备设计工作打下必要的基础。 要求：了解筑炉材料性能，掌握中温箱式电阻炉和井式气体渗碳炉的结构特点及用途；掌握热处理电阻炉设计的一般流程和方法；掌握电热元件选材和设计计算方法。 重点与难点 重点：中温箱式电阻炉和井式气体渗碳炉的结构、特点用途；电阻炉结构设计和功率计算；电热元件的设计计算。 难点：炉体结构设计；电热元件的设计计算。 教学方法与手段 板书和多媒体教学结合。 第四章 热处理电阻炉设计 §4.1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。 井式回火炉 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。其中井式气体渗碳炉应用最多，故这里仅介绍井式气体渗碳炉。 2.井式气体渗碳炉 用途：广泛用于机械零件的表面渗碳处理。 构成：主要由炉壳、炉衬、炉盖、提升机构、风扇、炉罐、滴注器、温度控制及碳势控制装置等组成。 炉壳由钢板焊接而成。 炉衬一般是耐火层+保温层两层结构。 炉罐过去用铬锰氮钢铸造而成，现在一般用耐热钢板焊接而成。 炉盖上有电机、风扇、滴液管、排气管、试样孔等组成。 §3.2筑炉材料 筑炉材料主要包括耐火材料、保温材料、炉用金属材料等。 一.耐火材料 耐火材料是能抵抗高温并承受高温下产生的物理、化学作用的材料的统称。 耐火材料性能包括物理性能如体积密度、气孔率、热膨胀性、导热性等和工作性能如耐火度、高温结构强度、耐急冷急热性能等。 1.耐火材料工作性能 1）耐火度： 耐火度指耐火材料抵抗高温作用的性能，用耐火材料受热后软化到一定程度时的温度表征。 耐火度测定：将一定尺寸的三角形锥体，在规定的加热条件下加热，当试锥顶部因受温度及本身重量影响弯到刚接触底平面时的温度称为该材料的耐火度。 按耐火度不同，耐火材料分为：普通耐火材料：耐火度在158