课程设计---井式热处理电阻炉.doc

目录 1.摘要·············································1 设计任务·········································1 炉型的选择·······································1 确定炉体结构和尺寸·······························1 砌体平均表面积计算·······························2 计算炉子功率·····································3 炉子热效率计算···································8 炉子空载功率计算·································8 空炉升温时间计算·································8 9.功率的分配与接线··································11 10.电热元件材料选择及计算···························11 11.炉子构架、炉门启闭机构和仪表图···················13 12.炉子总图，主要零部件图及外部接线图，砌体图·······13 13.炉子技术指标·····································13 14.编制使用说明书····································13 一 设计任务 设计一台年生产220吨的井式热处理电阻炉 炉子用途：碳钢、低合金钢等的淬火、退火及正火。 热处理工件：中小型零件，小批量多品种，零件最大长度小于0.5m。 热处理炉最高工作温度：950℃ 炉外壁最高温度：60℃ 二 炉型的选择 根据设计任务给出的生产特点，拟选用中温井式电阻炉 三 确定炉体结构和尺寸  1 炉底面积的确定 因无定型产品，故不能用实际排料法确定炉底面积，只能用加热能力指标法 由已知年生产400吨，作业制度为二班制生产则生产率: 按表5-1选择井式炉用于淬火时的单位面积生产率 故可求得炉底有效面积 由于有效面积与炉底总面积存在关系式 取系数上限 得炉底实际面积 2.炉底直径的确定 由公式 3.炉膛高度的确定 由于加热式工件的最大长度小于500mm，工件距炉顶和炉底各约150mm~250mm 则炉深 则炉膛高度： 4.炉衬材料及厚度的确定 炉衬由耐火层和保温层组成，对于950℃的井式炉，用一层轻质粘土砖作为耐火层，硅藻土砖及蛭石粉作保温层，在炉膛底部应干铺一层粘土砖作为炉底。 对于深度较大的炉子，在耐火层与炉口砖之间应当留15~25mm膨胀缝，炉膛底部应留有清除氧化皮的扒渣口，炉衬外有炉壳保护。 综上所述，炉墙采用113 mmQN-1.0轻质粘土砖+80mm密度为250mm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250的普通硅酸铝纤维毡+230mm蛭石粉。 炉底采用QN-1.0轻质粘土砖()mm+50mm密度为250的普通硅酸铝纤维毡+182mmB级硅藻土砖和蛭石粉复合炉衬。 炉壳用5mm钢板制作。 砌体平均表面积计算 炉顶平均面积 炉墙平均面积 炉底平均面积 五、计算炉子功率 根据热平衡计算炉子功率 （1）加热工件所需的热量Q件 由附表6得，工件在950℃及20℃时比容分别为c件2=0.636kJ/(kg·℃),c件1=0.486kJ(kg·℃),根据式（5-1） Q件=p（c2t2-c1t1）= 91.67×(0.636×950-0.486×20)=54495.98kJ/h （2）Q辅 = 0 （3）Q控 = 0 （4）通过炉衬的散热损失Q散 由于炉子侧壁和前后墙炉衬结构相似，故作统一数据处理，为简化计算，将炉门包括在前墙内。 根据式（1-15） Q散 = 对于炉墙散热，如旁边图所示，首先假定界面上的温度及炉壳温度，t’2墙=850℃，t’3墙=450℃，t’4墙 =60℃，则耐火层s1的平均温度 ts1均==900℃，硅酸铝纤维层s2的平均温度ts2均==650℃,硅土砖s3的平均温度ts3均==255℃， s1、s3层炉衬的热导率由附表3得 λ1=0.294+0.212×10-3ts1均=0.294+0.212×10-3×900=0.485W/(m·℃) λ3=0.131