箱式电阻炉课程设计.pdf

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1、西安建筑科技大学（论文）课程设计1.设计技术要求题目：设计一台高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：碳钢及低合金钢的淬火、正火、回火及调制处理；生产率：125kg/h；额定温度：1300℃炉壳的外表面温度不超过60℃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：1、设计说明书。2、电阻炉的总图一张使用A3的图纸，电热元件零件A4图，以及炉门A4图。3、使用说明书：电阻炉的技术规范及注意事项等。2.炉型的选择根据给出的技术条件和产品特点，可以选用高温箱式电阻炉，最高使用温度1300℃，需

2、要通入保护气氛。3.炉膛尺寸的确定需热处理的工件为无定型碳钢的回火处理。查《热处理工艺规范数据手册》表2-18知该材料正火处理规范为Ac3或者Accm+30-50℃，保温时间为周期式炉大于2h连续炉大于1h。本箱式电阻炉为周期式生产，则保温时间选为2.5h。正火冷却方式为静止空气中冷却。则热处理工艺曲线如图1-1。图1-112GrMoG正火工艺曲线3.1确定炉底面积。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。已知生产率p为125kg/h，按照教材表5-1选择箱式炉用于正火和回火时的单位面积第1页共22页西安建筑科技大学

3、（论文）课程设计生产率?为100kg/(m2∙ℎ)，故可求得炉底有效面积为0g件125F===1.25m2效p0100F由于有效面积与炉底总面积存在关系式，K==0,75~0.85，取系数上限0.85，F实得炉底实际面积：FF==1.47m2实0.853.2确定炉底长度和宽度?效由于热处理箱式电阻炉设计时应考虑出料方便，取=2，因此，可求得：炉膛有?效效尺寸：L=√（1.5~2.0）F=√2×1.25=1.58m效效工件长度为1.4m,小于炉膛有效长度，所以符合设计规定。12B=√(~)F=√0.5×1.25=0.79m效23效根据标准砖尺寸，

4、为便于砌砖，取L=1.973m，B=1.125m。3.3确定炉膛高度按照统计资料，炉膛高度H与宽度B之比HB通常在0.5~0.9之间，根据炉子工作条件，取HB=0.79m。因此，确定炉膛尺寸如下：1长L=(230+2)×8+(230×+2)=1973mm2宽B=(120+2)×5+(40+2)×2+(113+2)×2+(65+2)×3=1125mm高H=67×12+42+39=885mm为避免工件与炉内壁或电热元件搁砖相碰撞，应使工件与炉膛内壁之间有一定的空间，确定工作室有效尺寸为：L=1700mm效B=900mm效H=600mm效4.炉体结构

5、的设计由于侧墙、前墙及后墙的工作条件相似，采用相同炉衬结构，即115mm（LZ−第2页共22页西安建筑科技大学（论文）课程设计48）高铝砖，+115mm轻质耐火粘土砖QN−1.0，+255mm硅酸铝耐火粘土砖。炉顶由于是1300℃高温炉，所以采用的是重质砖即采115mm（LZ−48）高铝砖，+115mm轻质耐火粘土砖QN−1.0，+255mm硅酸铝耐火粘土砖。炉底采用115mm（LZ−48）高铝砖，一层115mm轻质耐火粘土砖QN−1.0，一层60mm厚的硅酸铝耐火纤维毡，一层220mm厚的蛭石粉和硅藻土混合物。炉门用115mmQN−1.0轻质

6、粘土砖，+80mm密度为250kgm3的普通硅酸铝纤维毡，+1155mmA级硅藻土砖。炉门口的边缘要采用重质耐火粘土砖砌筑。炉底隔砖采用重质粘土砖（NZ−35），电热元件搁砖选用重质高铝砖。炉底板采用耐热铸铁，根据炉底实际尺寸分三块或四块，厚度为20mm。炉壳和炉底之间使用普通低碳钢板，炉墙和炉顶钢板厚5mm，炉底外壳钢板取8mm，炉子支架及加强筋采用4号或5号角钢或槽钢。5.炉衬材料厚度的估算及校核5.1炉墙各层厚度和温度的估算根据炉子的最高温度，炉衬的厚度应当适当，太薄不能保证必要的强度和保温能力，使散热损失增加，太厚又增加蓄热损失，是空炉

7、升温时间变长。估算炉衬的材料和厚度分别为：炉墙第一层为115mm（LZ−48）高铝砖，λ=1.58+1.86×10;3t1s1均炉墙第二层为115mm轻质耐火粘土砖QN−1.0λ=0.22+0.256×10;3t2s1均炉墙最外层为硅酸铝耐火纤维毡λ3=0.119（平均温度为600℃）各界面层温度分别为t1=1300℃t2未知t3未知t4=60℃t0=20℃设三层炉衬的厚度分别为：s1=115mms2=115mms3未知根据教材的公式t1−t0q=1α∑λ1=a1+b1ts1均第3页共22页西安建筑科技大学（论文）课程设计−a1+√a2−2b1

8、(qs1−a1t1−0.5bt2)11t=b1λ2s2=(t2−t3)q1t2+t3=(t2−t3)[a2+b2()]q2根据炉内温度和室温可得t4−