箱式电阻炉课程设计汇本

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1、 一、设计任务书题目：设计一台中温箱式热处理电阻炉；炉子用途：中小型零件的热处理；材料及热处理工艺：中碳钢毛坯或零件的淬火、正火及调制处理；生产率：160kg/h；生产要求：无定型产品，小批量多品种，周期式成批装料，长时间连续生产；要求：完整的设计计算书一份和炉子总图一。二、炉型的选择根据生产特点，拟选用中温箱式热处理电阻炉，最高使用温度，不通保护气氛。三、确定炉体构造及尺寸1.炉底面积确实定因无定型产品，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。生产率p为160kg/h，按照教材表5-1选择箱式炉用于正火和淬火时的单位面积生产率p0为120kg/(m2h)，故可求得炉底有效面积：

2、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.炉底长度和宽度确实定由于热处理箱式电阻炉设计时应考虑出料方便，取，因此，可求得：根据标准砖尺寸，为便于砌砖，取，如总图所示。3.炉膛高度确实定按照统计资料，炉膛高度与宽度之比通常在之间，根据炉子工作条件，取。因此，确定炉膛尺寸如下：长宽高为防止工件与炉壁或电热元件搁砖相碰撞，应使工件与炉膛壁之间有一定的空间，确定工作室有效尺寸为：4.炉衬材料及厚度确实定由于侧墙、前墙及后墙的工作条件相似，采用一样炉衬构造，即轻质粘土砖，密度为的普通硅酸铝纤维毡，级硅藻土砖。炉顶采用轻质粘土砖，密度为的普通硅酸铝纤维毡，膨胀珍珠岩。炉底采用三层

3、轻质粘土砖，密度为的普通硅酸铝纤维毡，级硅藻土砖和膨胀珍珠岩复合炉衬。炉门用轻质粘土砖，密度为的普通硅酸铝纤维毡，级硅藻土砖。炉底隔砖采用重质粘土砖，电热元件搁砖选用重质高铝砖。炉底板材料选用耐热钢，根据炉底实际尺寸给出，分三块或者四块，厚。四、砌体平均外表积计算砌体外廓尺寸如下：试中拱顶高度，此炉子采用60标准拱顶，取拱弧半径，那么f可由求得。1.炉顶平均面积2.炉墙平均面积炉墙面积包括侧墙及前后墙，为简化计算，将炉门包括在前墙。3.炉底平均面积五、计算炉子功率1.根据经历公式法计算炉子功率由教材式取式中系数，空炉升温时间假定为，炉温，炉膛面积所以由经历公式法计算得2.根据热平衡计算炉子功率

4、1加热工件所需的热量由教材附表6得，工件在及时比热容分别为，根据式2通过炉衬的散热损失的热量I.炉墙的散热损失由于炉子侧壁和前后墙炉衬构造相似，故作统一数据处理，为简化计算，将炉门包括在前墙。根据式对于炉墙散热，如图所示，首先假定界面上的温度及炉壳温度，那么耐火层的平均温度，硅酸铝纤维层的平均温度，硅藻土砖层的平均温度，层炉衬的导热率由教材附表3得。普通硅酸铝纤维的热导率由教材附表4查得，在与给定温度相差较小围近似认为其热导率与温度成直线关系，由，得当炉壳温度为，室温为是，由教材附表2可得炉墙外外表对车间的综合传热系数求热流验算交界面上的温度误差，满足设计要求，不需要重新估算。误差，同样满足设

5、计要求，不需要重新估算。验算炉壳温度满足一般热处理电阻炉外表升温的要求。计算炉墙散热损失II.炉顶的散热损失和炉墙散热损失同理，首先假定界面上的温度及炉顶壳的温度，。那么：耐火层的平均温度，硅酸铝纤维层的平均温度，膨胀珍珠岩层的平均温度。层炉衬的热导率由教材附表3得：普通硅酸铝纤维的热导率由教材附表4查得，时，。当炉壳温度为，室温为是，由教材附表2可查得炉壳外表对空气的综合传热系数。求热流验算交界面上的温度，满足设计要求，不需要重新估算。验算炉壳温度满足一般热处理电阻炉外表升温要求。计算炉顶的散热损失III.炉底的散热损失假定各层界面的温度及炉底温度，。那么耐火层的平均温度，硅酸铝纤维层的平均

6、温度，硅藻土砖层的平均温度。层炉衬的热导率同样可由教材附表3得普通硅酸铝纤维的热导率同样可由教材附表4由插入法得。当炉壳温度为，室温为是，由教材附表2可得。求热流验算交界面上的温度，满足设计要求，不需要重新估算。满足设计要求，不需要重新估算。验算炉壳温度满足一般热处理电阻炉外表升温要求。计算炉底散热损失整个炉体散热损失3开启炉门的辐射热损失设装出料所需时间为每小时6分钟，根据教材式因为，由于正常工作是，炉门开启高度为炉膛高度一半，故炉门开启面积，炉门开启率。由于炉门开启后，辐射口为矩形，且与之比为，炉门开启高度与炉墙厚度之比为，由教材图1-14第一条线查得孔口遮蔽系数，故4开启炉门溢气热损失溢

7、气热损失由教材式得式中，由教材式得冷空气密度，由教材附表10得，为溢气温度，近似认为(5)其他热损失其他热损失约为上述热损失之和的，故(6)炉子热量总支出其中，由教材式得7炉子安装功率由教材式其中，为功率储藏系数，本炉设计中取1.4，那么与标准炉子相比拟，取炉子功率为。六、炉子热效率计算1.正常工作时的效率由教材式5-122.在保温阶段，关闭炉门时的效率七、炉子空载功率计算八、空炉升温时间计算由于所设计炉子的耐火层构造相似，而保温层蓄热较少，为简化计算，将炉子侧墙、前后墙及炉顶按一样数据计算，炉底由于砌砖方法不同，进展单独计算，因为升温时炉底板也随炉升温，也要计算在。1.炉墙及炉顶蓄热由教材因

8、为查教材附表3，经计算得查教材附表3，经计算得查教材附表3，经计算得炉顶珍珠岩按硅藻土砖近似计算，炉顶温度均按侧墙近似计算，所以得2.炉底蓄热计算炉底高铝质电热元件搁砖，近似看成重质黏土砖。炉底的复合炉衬按硅藻土计算。由于近似将重质砖和轻质砖平均温度看成相等。差教材附表3，经计算得查教材附表3，经计算得查教材附表3，经计算得所以得3.炉底板蓄热计算根据教材附表6查得和时高合金钢的比热容分别为和。经计算炉底板质量，所以有因此，综上可得炉子蓄热由教材式得空炉升温时间对于一般周期作业炉，其空炉升温时间在均可，故本炉子设计符合要求。因计算蓄热时是按稳定态计算的，误差大，时间偏长，实际空炉升温时间应在以

9、。九、功率的分配与接线功率均匀分布在炉膛两侧及炉底，组成或接线。供电电压为车间动力电网。核算炉膛布置电热元件壁外表负荷，对于周期式作业炉，壁外表负荷应在之间，常用为之间。外表负荷在常用的围之，故符合设计要求。十、电热元件材料选择及计算由最高使用温度，选用线状合金作电热元件，接线方式采用。1.图表法有教材附表15查得电热元件，箱式电阻炉接线，直径时，其外表负荷为。每组元件长度，总长度，元件总质量。2.理论计算法1求时电热元件的电阻率当炉温为时，电热元件温度取，由教材附表12查得在时电阻率，电阻温度系数，那么下的电热元件电阻率为2确定电热元件外表功率由教材图，根据本炉子电热元件工作条件取。(3)每

10、组电热元件功率由于采用接法，即两组电热元件并联后再接成的三相双星形接法，每组电热元件功率4每组电热元件端电压由于采用接法，车间动力电网端电压为，故每组电热元件端电压即为每相电压5电热元件直径线状电热元件直径由教材式得取。6每组电热元件长度和质量每组电热元件长度由教材式得每组电热元件质量由教材式得其中由教材附表12查得7电热元件总长度和总质量电热元件总长度由教材式得电热元件总质量由教材式得8校核电热元件外表负荷，结果满足设计要求。9电热元件在炉膛的布置将6组电热元件每组分为4折，布置在两侧炉墙及炉底上，那么有布置电热元件的炉壁长度丝状电热元件绕成螺旋状，当元件温度高于，由教材表可知，螺旋节径，取。螺旋体圈数N和螺距h分别为按规定，在围满足设计要求。根据计算，选用方式接线，采用所用电热元件质量最小，本钱最低。电热元件节距h在安装时适当调整，炉口局部增大功率。电热元件引出棒材料选用，。电热元件图略。十一、炉子构架、炉门启闭机构和仪表图略。十二、炉子总图，主要零部件图及外部接线图略，砌体图略十三、炉子技术指标标牌额定功率：额定电压：最高使用温度：生产率：相数：3接线方法：工作室有效尺寸：外形尺寸：质量：出厂日期：十四、编制使用说明书略12 / 12