井式电阻炉课程设计

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1、目录一设计任务………………………………1二炉型的选择……………………………1三炉膛尺寸的确定…………………………1四砌体平均表面积计算………………2五电阻炉功率的计算……………………2六电阻炉热效率计算………………………6七炉子空载功率计算……………………………6八空炉升温时间计算……………………………6九功率的分配与接线……………………………9十电热元件材料选择及计算……………………………9十一、炉子技术指标…………………………………………12十二、绘制炉型图………………………………………………120一

2、、设计任务设计种类：轴类工件，杆件和长管件的回火加热（材料为中碳钢，低合金钢）生产能力：160kg/h零件最大尺寸：Φ50*1800mm作业制度：3班制生产二、炉型的选择根据技术条件要求，工件材料为中碳钢或者低合金钢，热处理工艺为回火，对于中碳钢或低合金钢回火最高温度大约为600～700℃，所以选择中温炉（上限950℃）即可。金属热处理多用箱式炉、井式炉或者连续电阻加热炉。同时工件规定是长轴类，选择箱式炉，并且无需大批量生产、工艺多变，则选择周期式作业。综上所述，选择周期式中温井式电阻炉。三、炉膛尺寸的确

3、定1、炉底面积的确定：用炉底强度指标法计算，炉底有效面积：查表5.1得gs=100Kg/（m2·h），又Gs=160Kg/hFa===1.6（m2）由于存在关系式=0.78~0.85，取系数上限，得炉底实际面积：F===1.88（m2）2、炉底直径的确定：由公式F=R2=D===1.55m3、炉膛高度的确定：由于加热工件的最大长度为1800mm，工件距炉顶和炉底各约150mm～250mm，则炉深H=1800+250+250=2300mm4、炉衬材料及厚度的确定：炉体包括炉壁、炉底、炉底、炉门、炉壳架几部分

4、。炉体通常用耐火层和保温层构成，尺寸与炉膛砌筑尺寸有关。设计时应满足下列要求：（1）确定砌体的厚度尺寸要满足强度要求，并应与耐火砖、隔热保温砖的尺寸相吻合；（2）为了减少炉衬热损失和缩短冷炉升温时间，在满足耐火、保温和机械强度要求的前提下，应尽量选用轻质耐火材料；（3）保温材料的使用温度不能超过允许温度，否则将使保温性能降低；（4）炉衬外表面温升以保持在40~60℃为宜，否则会增大热损失，使环境温度升高，导致劳动条件恶化。11对于950℃的井式炉，用一层轻质粘土砖作为耐火层，硅藻土砖及蛭石粉做保护层，在炉

5、膛底部应干铺一层粘土砖作为炉底。对于深度较大的炉子，在耐火层和炉口砖之间应当留15～25mm膨胀缝，炉膛底部应留有清楚氧化皮的扒渣口，炉衬外有炉壳保护。综上所述，炉墙采用113mmQN-1.0轻质粘土砖+80mm密度为250kg/m3普通硅酸铝纤维毡+113mmB级硅藻土砖。炉顶采用113mmQN-1.0轻质粘土转+80mm密度为250kg/m3普通硅酸铝纤维毡+85mm蛭石粉。炉底采用QN-1.0轻质粘土转(67*2)mm+50mm密度为250kg/m3普通硅酸铝纤维毡+182mmB级硅藻土砖和硅藻土粉

6、复合炉衬。炉壳用5mm钢板制作。四、砌体平均表面积计算D外=D+2*(115+80+115)=1550+620=2170(mm)H外=H+C底+f+h拱角C底=67*2+50+182=366mmf=R(1-cos30°)=D(1-cos30°)=1550*(1-cos30°)=208mmh拱角=(65+2)+(135+2)*2=341mm、H外=2300+366+208+341=3215(mm)(1)炉顶平均面积F顶内===2.51m2F顶外===5.03m2F顶均===3.63m2（2）炉墙平均面积F墙

7、内=2*=2*3.14*0.775*2.3=11.19m2F墙外=2*=2*3.14*1.085*3.215=21.91m2F墙均===15.95m211（3）炉底平均面积F底内==3.14*0.7752=1.89m2F底外==3.14*1.0852=3.70m2F底均===2.69m2五、电阻炉功率计算本炉采用理论设计法，理论设计法就是采用热平衡来确定炉子功率的方法。其原理是炉子的总功率即热量的收入，应能满足炉子热量支出的总和。电阻炉的种类和作业形式不同，热量支出的具体项目和数量也不相同。根据热平衡计算

8、炉子功率：（1）加热工件所需的热量查表可知，工件在950℃及20℃时比热容分别为=0.636，=0.486，所以=Gs()=160*(0.636*950-0.486*20)=95117KJ/h（2）加热辅助构件（料筐、工具夹、支承架、炉底板、料盘等）所需的热量=G辅()=0KJ/h（3）加热控制气体所需的热量=C()=0KJ/h（4）通过炉衬的散热损失通过炉衬的散热损失指炉膛内的热量通过炉体散发到大气中的损失。在炉子加热阶段，