小棚井式炉课程设计说明书.doc

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1、试验设计及计算数据及结果一、设计任务设计要求：1、碳钢、低合金钢正火用炉中温正火炉；2、装炉量每炉12根；3、画出总装图、画出炉衬图、炉壳图、电热元件图。二、炉型的选择因为工件材料为碳钢、低合金钢，热处理工艺为正火，对于低合金钢正火最高温度为[912+(30~50)]℃，选择中温炉（上限950℃）即可，同时工件为圆棒长轴类工件，因而选择井式炉，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，最高使用温度950℃。三、炉膛尺寸的确定1、炉膛有效尺寸（排料法）1.1确定炉膛径D工件尺寸为，装炉量为12根，对长轴类工件，工件

2、间隙要大于或等于工件直径；工件与料筐的间隙取100~200mm。炉膛的有效高度取工件的长度加150~250mm。排料法如图所示：则：D=805mmD效D效=D+2×(100~200)=1000mm又因炉壁径比料筐大200~300mm6d2d故取：D砌=1300mm查表得可用砌墙砖为BSL·427·138(A,B,R,r)=(168,190.8,765,675)型轻质粘土扇形砖。由该砖围成的炉体的弧长为S=D=3.14×1300=4082mm砖的块数为：4082÷168=24.29块，取整后N=24，D砌=1280mm对D进行修正得：D砌=24×168÷3

3、.14=1284mm，取1280mm1.2确定炉膛有效高度H由经验公式可以得知，井式炉炉膛有效高度H应为所加热元件（或者料筐）的长度的基础上加0.1~0.3m。H效=1300+200=1500mmH=H效+200=1700mm由于电阻炉采用三相供电，放置电热元件的搁砖应为3n层，H砌=3n×(65+2)+67,取整后取n=8，得H砌=1675mm选用代号为SND-427-09的扇形搁砖每层搁砖数目为N=D砌÷50=80.63，取整为80块。1.3炉口直径的确定D效=1000mm，由于斜行楔形砖。，将D炉口=1000mm代入，得N=27.3，取整后N=28

4、，则D炉口=1025mm。1.4炉口高度的确定按经验，炉口可由斜行楔形砖和三层直行砖堆砌而成。故H炉口=（65+2）×3+32=233mm综上所述：D砌=1216mm，H砌=1675mm，D炉口=1098mm，H炉口=231mm。四、炉体结构设计炉体包括炉壁、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）耐火、隔热保温材料的使用温度不

5、能超过允许温度，否则会降低使用寿命；（4）要保证炉壳表面温升小于50℃，否则会增大热损失，使环境温度升高，导致劳动条件恶化。1、炉壁设计炉壁厚度可采用计算方法确定，下图为井式炉炉壁三层结构，第Ⅰ层为耐火层，其厚度一般为90mm，采用轻质粘土砖RNG-0.6；H砌=1675mmn=8N搁=80D炉口=1025mmH炉口=233mm第Ⅱ层为耐火纤维层，其厚度设计为xmm，采用普通硅酸铝纤维；第Ⅲ层为保温层，采用膨胀蛭石+硅藻土砖，其厚度设计为115mm。t1t2t3t4t0S1S2S3ⅠⅡⅢ三层炉衬结构在稳定传热时，对各炉衬热流密度相同。。查表得，炉壁温度6

6、0℃，室温20℃是，所以RNG-0.6型轻质粘土砖：密度热导率比热容硅酸铝纤维：密度热导率比热容膨胀蛭石粉：t1=950℃S1=0.09mS2=xmS3=0.115mt4=60℃t0=20℃密度热导率比热容由=818℃使用迭代法计算t3，设t3=470℃。则：=℃为了计算精确再次代入迭代：℃三次迭代后得到：410℃，t2=818℃t3=410℃<5%满足条件。m取90mm。2、炉底的设计炉底结构通常是在炉底壳部的钢板上用珍珠岩砖或硅藻土砖砌成方格子，各格子中填充蛭石粉。然后，在平铺两层硅藻土砖，最上面为一层轻质粘土砖。炉底砖的厚度尺寸可参照炉壁的厚度尺寸

7、，一般为230~690mm。由于要承受炉工件的压力，且装出炉有冲击的作用。故炉底板要求又较高强度。炉底剖面结构如下图：ⅢⅡⅠ由底至上，第一层为膨胀蛭石粉和硅藻土砖复合层，第二层为硅藻土砖，第三层为轻质粘土砖。结构：厚度∕mm材料：砌砖型号：Ⅰ115膨胀蛭石粉+硅藻土砖B级BSL·427·280Ⅱ134硅藻土砖B级BSL·427·280Ⅲ67轻质粘土砖RNG-1.0RNG-1.03、炉盖的设计S2=0.09m炉顶的结构有平顶、拱顶和悬顶三种。当炉子的宽度为600~3000mm时，可采用拱顶，拱角可用60°和90°，其中使用最多的是60°，这种拱顶称为标准拱

8、顶。拱顶是炉子最容易损坏的部位，拱顶受热时耐火砖发生膨胀，造成砌拱顶时，为了减少