热处理电阻炉设计计算举例.ppt

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1、2021/9/81热处理电阻炉课程设计主讲教师：汪炳叔2021/9/82电阻炉是最主要的、应用最广的热处理设备优点：1)控温精度和自动化程度很高，准确度可达1～5℃；2)炉温均匀性好，波动范围小，可控制在3～5℃；3)热效率高，可达45%～80%(煤气炉＜25%)；4)便于采用可控气氛；5)结构简单紧凑，体积小，便于组成流水线生产；6)其生产和热处理工艺的机械化、自动化、生产效率和生产质量高，劳动条件好，对环境污染较小。2021/9/83箱式电阻炉2021/9/84箱式电阻炉a、高温箱式电阻炉：最高温度1300℃，SiC棒作电热元件。特点：①电热元件直接布置在炉膛两侧，

2、且不遮蔽，极少布置于炉顶和炉底，工件加热依靠热辐射。②砌筑材料要求高，高铝砖或SiC制品。2021/9/852021/9/86b、中温箱式电阻炉：额定温度950℃，合金电热元件Ni-Cr。特点：1）电热元件布置在炉子侧壁和炉顶，依靠辐射加热工件。2）炉衬采用密度不超过1.0g/cm3的轻质耐火粘土砖砌成，保温层采用珍珠岩保温砖并填以蛭石粉、膨胀珍珠岩颗粒等材料。2021/9/87b、中温箱式电阻炉：额定温度950℃，合金电热元件Ni-Cr。特点：3）在耐火层和保温层间夹以硅酸铝耐火纤维作为炉衬。作用：炉衬变薄、重量减轻、炉衬蓄热量减少、热损失减少、降低炉子空载功率并缩短

3、升温时间。4）较大的炉子采用温度分区控制，增进温度均匀性，还可设置风扇，以加快传热速度。5）炉底电热元件上方敷盖耐热钢制炉底板，其材料以铬锰氮居多。2021/9/882021/9/89c、低温箱式电阻炉：<650℃有强制气流循环和远红外辐射加热炉，前者靠对流传热。2021/9/810★热处理电阻炉的设计是一项综合性的技术工作：所需知识：炉子知识；热处理工艺；机械设计；电工及温度控制等有关内容；设计原则：密切结合生产实际，综合运用有关知识。★设计准备：详尽收集有关原始资料：包括：生产任务(公斤或件/小时或年)及作业制度(一、二班或连续生产)；加热工件的材料、形状、尺寸和重

4、量；工件的热处理工艺规程和质量要求；电源及车间厂房等条件；炉子的制造维修能力和投资金额等。2021/9/811★热处理电阻炉的设计内容(1)炉型的选择；(2)炉膛尺寸的确定；(3)炉体结构设计(包括炉衬、构架、炉门等)；(4)电阻炉功率的计算及功率分配；(5)电热元件材料的选择；(6)电热元件材料的设计计算；(7)炉用机械设备和电气、控温仪表的设计与选用；(8)技术经济指标的核算；(9)绘制炉子总图、砌体图、零部件图、安装图和编制电炉使用说明书等随机技术文件。热处理电阻炉设计计算举例一、设计任务为某厂设计一台热处理电阻炉，其技术条件为：(1)用途：中碳钢、低合金钢毛坯或

5、零件的淬火、正火及调质处理。处理对象为中小型零件，无定型产品，处理批量为多品种，小批量；(2)生产率：160kg/h；(3)工作温度：最高使用温度≤950℃；(4)生产特点：周期式成批装料，长时间连续生产。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。已知生产率p为160kg/h，按表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/(m2﹒h)，故可求得炉底有效面积二、炉型的选择根据设计任务给出的生产特点，拟选用箱式热处理电阻加热炉，不通保护气氛。三、确定炉体结构和尺寸2021/9/815有效面积与炉底总面积存在

6、关系式F1/F=0.75~0.85，取系数上限，得炉底实际面积根据标准砖尺寸，为便于砌砖，取L=1.741m，B=0.869m。由于热处理箱式电阻炉设计时应考虑装出料方便，取L/B=2：1，而F=L·B=0.5L2，因此，可求得2．炉底长度和宽度的确定3．炉膛高度的确定按统计资料，炉膛高度H与宽度B之比H/B通常在0.5~0.9之间，根据炉子工作条件，取H/B=0.7左右，根据标准砖尺寸，选定炉膛高度H=0.640m。因此，确定炉膛尺寸如下：炉底支撑砖厚度拱角砖矮边高度炉底搁砖宽度砖缝长度砖长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

7、定工作室有效尺寸为：L效=1500mm；B效=700mm；H效=500mm4．炉衬材料及厚度的确定由于侧墙、前墙及后墙的工作条件相似，采用相同炉衬结构，即113mmQN—1.0轻质粘土砖+50mm密度为250kg/m3的普通硅酸铝纤维毡+113mrnB级硅藻土砖。炉顶采用113mmQN—1.0轻质粘土砖十80mm密度为250kg/m3的普通硅酸铝纤维毡十115mm膨胀珍珠岩。炉底采用三层QN—1.0轻质粘土砖(67①×3)mm+50mm密度为250kg/m3的普通硅酸铝纤维毡十182mmB级硅藻土砖和膨胀珍珠岩复合炉衬。炉门用65mmQN