中温箱式电阻炉设计

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1、目录一设计任务…………………………2二炉型的选择………………………2三炉膛尺寸的确定……………………2四炉体结构设计与材料选择…………4五电阻炉功率的计算………………8六电热元件的设计…………………14七参考资料………………………20试验设计及计算数据及结果一、设计任务设计要求：1、低合金钢调质用炉；2、最大生产率75kg/h；3、画出总装图；4、画出炉衬图；5、画出炉壳图；6、画出电热元件接线图；7、写出设计说明书。二、炉型的选择热处理的工件材料：碳钢、低合金钢；热处理工艺：调质处理。对于碳钢和低合金钢奥氏体化最高温度为【912+(30

2、～50)】℃，回火的最高温度为650℃，故选择中温炉即可，同时工件尺寸和形状没有特殊规定也不是长轴类，则选择箱式炉，并且无需大批量生产、品种多、工艺用途多，所以选择周期式作业。综上所述，决定选择周期式中温箱式电阻炉，不通保护气氛，炉子最高使用温度为950℃。三、炉膛尺寸的确定1、炉膛有效尺寸由于无典型工件，无法按排料法确定，故采用炉底强度指标法计算，即根据炉子的生产率及生产能力来计算。中温箱式电阻炉（1）炉底有效面积：查参考文献【1】表2-1得，Gh=100kg/（m2·h）F效===0.75m2（2）炉膛有效尺寸：L效=L效==1.39

3、m=1390mm取L效=1390mm，（3）炉膛有效宽度：B效=B效==0.541=541mm取B效=550mm（4）根据参考文献【1】表2-2选择标准尺寸为1390×550×45/12mm的炉底板，炉底板材料为Cr-Mn-N故L效=1390-100=1290mm，B效=550mm2、炉膛内腔砌墙尺寸取直行砖炉膛宽度：B砌=B效+2×（0.1～0.15）B砌=5.5+2×0.15=580mm取B砌=120×8+40×9=1320mm炉膛长度：L砌=L效+0.1=1.8+0.1=1900mm取L砌=51×36+200=2036mmL效=13

4、90mmB效=550mmB砌=1320mmL砌=2036mm炉膛内高度：H砌=（0.5～0.9）B砌H砌=0.7×1320=854mm取H砌=67×12+35+37=876mm选择12层四、炉体结构设计与材料选择（一）、选择炉衬材料部分炉体包括炉壁、炉底、炉底、炉门、炉壳架几部分。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）为了减少热损失和缩短升温时间，在满足强度要求的前提下，应尽量选用轻质耐火材料；（3）要保证炉壳表面温升

5、小于50℃，否则会增大热损失，使环境温度升高，导致劳动条件恶化。（二）、炉体结构设计和尺寸本炉设计为三层炉壁（如右图所示）内层选用RNG-0.6型轻质粘土砖，其厚度S1=115mm；H砌=876mmn=12层中间层选用密度为120kg/m3硅酸铝耐火纤维，其厚度为S2=40mm；最外层选用B级硅藻土砖为骨架，膨胀蛭石粉进行填充。查文献【2】表1-5、1-9知：RNG-0.6型轻质粘土砖：密度ρ1=800【kg/m3】热导率λ1=0.165+0.194×10-3t均【w/(m·℃)】比热容C1=0.836+0.263×10-3t均【KJ/（

6、kg·℃）】硅酸铝纤维：密度ρ2=120【kg/m3】热导率λ2=0.032+0.21﹙10-3t均﹚2【w/(m·℃)】比热容C2=1.1【KJ/（kg·℃）】膨胀蛭石粉：密度ρ3=250【kg/m3】热导率λ3=0.077+0.25×10-3t均【w/(m·℃)】比热容C3=0.6573【KJ/（kg·℃）】∴λ01=0.294，b1=0.21×10-3；λ03=0.077，b3=0.25×10-3当t4=60℃时，由文献【2】表2-12查得α∑=12.17【W/(㎡·℃)】∴q=12.17×（60-20）=486.8（W/㎡）将上述

7、各数据代入公式得：=779（℃）为了计算的值，先假设t3=661℃，由此得硅酸铝纤维的平均热导率的近似值==0.178【w/(m·℃)】∴=℃因为故合理。由可得保温层的厚度：取230mm（三）、炉顶的设计炉顶的结构有平顶、拱顶和悬顶三种。炉膛宽度小于400到600mm的小型炉子，如振底式炉、输送带式炉常常采用平顶。当炉膛宽度为600到3000mm时，可采用拱顶，拱角可用60°和90°，其中使用最多的是60°。因为炉膛宽度为1320mm，故采用拱顶，拱角为S1=115mmS2=40mmS3=230mmt1=950℃t2=779℃t3=661

8、℃t4=60℃采用拱顶，拱角60°的标准拱顶60°的标准拱顶。拱顶是炉子最容易损坏的部位，受热时耐火砖发生膨胀，造成砌筑拱顶时，为了减少拱顶向两侧的压力，应采用轻质的楔形砖和标准直角砖混合砌筑