箱式电阻炉设计说明方案.doc

热处理设备设计 说明书 设计题目 750℃80kg/h的箱式电阻炉设计 学 院 年 级 专 业 金属材料工程 学生姓名 学 号 指导教师 目 录 1 前 言 1 1.1 本设计的目的 1 1.2 本设计的技术要求 1 2 设计说明 2 2.1 确定炉体结构和尺寸 2 2.1.1 炉底面积的确定 2 2.1.2 确定炉膛尺寸 2 2.1.3 炉衬材料及厚度的确定 3 2.2 砌体平均表面积计算 3 2.2.1 炉顶平均面积 3 2.2.2 炉墙平均面积 4 2.2.3 炉底平均面积 4 2.3 根据热平衡计算炉子功率 4 2.3.1 加热工件所需的热量Q件 4 2.3.2 通过炉衬的散热损失Q散 4 2.3.3 开启炉门的辐射热损失 6 2.3.4 开启炉门溢气热损失 6 2.3.5 其它热损失 6 2.3.6 热量总支出 7 2.3.7 炉子安装功率 7 2.4 炉子热效率计算 7 2.4.1 正常工作时的效率 7 2.4.2 在保温阶段，关闭时的效率 7 2.5 炉子空载功率计算 7 2.6 空炉升温时间计算 7 2.6.1 炉墙及炉顶蓄热 8 2.6.2 炉底蓄热计算 8 2.6.3 炉底板蓄热 9 2.7 功率的分配与接线 9 2.8 电热元件材料选择及计算 10 2.8.1 图表法 10 2.8.2 理论计算法 10 2.9 炉子技术指标（标牌） 11  前 言 本设计的目的 设计750℃80kg/h的箱式电阻炉设计 本设计的技术要求 设计一台高温电阻炉，其技术条件为： （1）.用途：中碳钢、低合金钢毛坯或零件的淬火、正火、调质处理及回火。 （2）.工件：中小型零件，无定型产品，处理批量为多品种，小批量； （3）.最高工作温度：750； （4）.生产率：80kg/h； （5）.生产特点：周期式成批装料，长时间连续生产。 设计说明 确定炉体结构和尺寸 炉底面积的确定 因无定型产品，故不能使用实际排料法确定炉底面积，只能用加热能力指标法。炉子的生产率为P=80，箱式炉用于正火和淬火时的单位面积生产率P0为120kg/(m2·h)。故可求的炉底的有效面积 F1=P/P0=2/3 m2 由于有效面积与炉底总面积存在关系式F/F0=0.78～0.85，取系数上限，得炉底实际面积 F=F1/0.8=5/6 m2 确定炉膛尺寸 由于热处理箱式电阻炉设计时应考虑装、出料方便取 L/B=2：1 因此，可求的： L== m B=L/2= m 按统计资料，炉膛高度H与宽度B之比H/B通常在0.5～0.9之间，根据炉子的工作条件，取H/B=0.6左右。则H= m 因此： F壁=2×(L×H)+(L×B)+2(B×H)+2×3.14×B×1/6×L= 由经验公式可知： P安=Cτ-0.5升F0.9(t/1000)1.55 取式中系数C=30〔℃1.55)〕τ升=4h，炉温t=750℃。 所以 30×4-0.5×0.041×800.9×（1200/1000）1.55= P安 解得，P=30.3 KW 则 L=1.291m B=0.646m H=0.387m 根据标准砖尺寸，为便于砌砖，取 L=1.277m B=0.664m H=0.372m 可以确定炉膛尺寸如下 L=(230+2)×5+(230×0.5+2)=1277mm B=(120+2)×4+(40+2)+(65+2)×2=664mm H=(65+2)×5+37=372mm 确定为避免工件与炉内壁或电热元件砖相碰撞，应使工件与炉膛内壁之间有一定 空间，确定工作室有效尺寸为 L效=1100 mm B效=500 mm H效=280 mm 炉衬材料及厚度的确定 由于侧墙、前墙及后墙的工作条件相似，采用相同炉衬结构，即113mmQN－1.0轻质粘土砖＋50mm密度为250kg/m3的普通硅酸铝纤维毡＋113mmB级硅藻土砖。 炉顶采用113mmQN－1.0轻质粘土砖＋80mm密度为250kg/ m3的普通硅酸铝纤维毡＋115mm膨胀珍珠岩。 炉底采用三层QN－1.0轻质粘土砖（67×3）mm＋50mm的普通硅酸铝纤维毡＋182mmB级硅藻土砖和膨胀珍珠岩复合炉衬。 炉门用65mm QN－1.0轻质粘土砖＋80mm密度为250kg/m3的普通硅酸