热处理设备课程设计--插入式电极盐浴炉课程设计.docVIP

插入式电极盐浴炉课程设计 1. 热处理设备课程设计的意义和目的 热处理设备课程设计是在学生较为系统地学习了热处理原理与工艺、传热基本原理、气体力学、燃料与燃烧、耐火材料、电热原理、炉子构造等专业基础知识上开设的。是高等工业学校金属材料工程专业一次专业课设计练习，是继热处理工艺课程设计后的又一个教学环节。其目的是：培养学生综合运用以上所学的知识独立分析和解决热处理工程技术问题的能力，掌握热处理设备（主要是热处理炉）设计的一般程序和方法，了解如何进行设计计算、设备工程图绘制，以及懂得如何查找和使用设计资料。2. 设计任务 设计一台热处理炉。其技术条件： 用途T10手工锯条的淬火；处理批量为大批量，温度760℃，保温时间为5min； 装炉量：12kg/次； 生产率：96kg/h； 工作温度：最高使用温度≤780℃ 生产特点：周期式成批装料，长时间连续生产。 3. 炉型的选择 根据设计任务给出的生产特点，拟选用插入式电极盐浴炉。 4.确定炉体结构和尺寸 4.1浴槽尺寸的确定 确定浴炉的浴槽尺寸的原则：根据周期式工件产量的排布确定其浴槽的尺寸 周期工件数量：400件，20个一组； 零件尺寸如图4.1所示：315×12×0.65 盐浴炉两侧预留尺寸为：124/134（有电极） 工件摆放的横间距：25 工件摆放的竖间距：50 图 4.1 处理零件图 摆放的形式如图4.2所示分两层，每层放十组 框的尺寸为：550×415×200 图4.2 装框图 已知有效尺寸为：550×415×200 由工件的排放可以计算得： 浴槽的长度:L＝2×124+50×11=798 浴槽的宽度:B=50×2+315+134×2=683 盐浴容量一般为浴槽的高度尺寸的2/3，同时根据工件的排放要求（放两层工件）求得为：h=200+100×2=400，此高度为盐浴炉的溶盐的高度; 则可求得浴槽的高度H=400×3/2=600; 4.2坩埚的尺寸确定 坩埚是在8mm厚的耐热钢板焊成的炉胆内用水泥结合耐火浇注材料（GL-70），其尺寸如下图4.3所示：（单位：mm） 图4.3 炉胆 4.3 炉衬材料及厚度的确定 由于侧墙，前墙及后墙的工件条件相似，采用相同炉衬结构,按设计需求炉胆内再加一层粘土砖（硅藻土砖A级））4.4所示： 图4.4 炉子的俯视图 盐炉的炉底用水泥浇注而成，厚度为300mm; 炉盖外边用薄钢板，盖内部用普通粘子予以保温，盖中间留有一个直径为10cm的孔用于观察其盐浴的工作情况。 电极根据工作要求选用0Cr25Al5,其炉膛温度为760℃，允许表面负荷W允=2.6-3.0。电阻率1.80Ω·mm2/m,电阻温度系数3.5×1/100000/℃,熔点为1500℃. 5 砌体外廓尺寸 L外=L+2×（132+116+77+67+8）=12mm； B外=B+2×（132+116+77+67+8）=1mm；6炉体各层的温度的计算 6.1炉体侧面的各层的温度计算 已知炉内温度t1=780℃(用最高使用温度来算),要求定炉外温度t5≤50℃；=730℃ t3=670℃ t4=150℃ t5=40℃ ； 水泥浇料层S1=130mm平均温度为t1均=755℃ 粘土砖层S2=114mm的平均温度为t2均=700℃ 针刺毯子层S3=75mm的平均温度为t3均=410℃ 粘土砖层S4=65mm的平均温度为t4均=95℃ S1/λ1=130/(2.09+0.00186×t1均)=37.2 S22/λ2=114/(0.689+0.00064×t2均)=100.2 S3/λ3=75/0.19=394.7 S4/λ4=65/(0.689+0.00064×t4均)=86.7 由炉壳温度为40℃，室温为20℃， 可用综合导热系数ɑ∑=12.83W(㎡·℃) ⑴ 求热流量 q墙=（tg-ta）/（1/λ1+S2/λ2+S3/λ3+ S4/λ4+ 1/α∑）=1.2W/㎡ ⑵ 验算交界面上的温度实际的t2实 t3实 t4实 t2实= t1 -q墙×1/λ1=735℃ Δ=（t2实- t2）/ t2=0.07% Δ﹤5%，满足设计要求； t3实= t -q墙×（1/λ1+S2/λ2）=℃ Δ=（t3实- t3）/ t3=0.5% Δ﹤5%，满足设计要求； t4实= t-q墙×（1/λ1+S2/λ2+S3/λ3）=℃ Δ=（t4实- t4）/ t4=4.9% Δ﹤5%，满足设计要求； t5实= t- q墙×（1/λ1+S2/λ2+S3/λ3+ S4/λ4