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热处理设备设计
说明书
设计题目 750℃80kg/h的箱式电阻炉设计 学 院 年 级 专 业 金属材料工程 学生姓名 学 号 指导教师 目 录
1 前 言 1
1.1 本设计的目的 1
1.2 本设计的技术要求 1
2 设计说明 2
2.1 确定炉体结构和尺寸 2
2.1.1 炉底面积的确定 2
2.1.2 确定炉膛尺寸 2
2.1.3 炉衬材料及厚度的确定 3
2.2 砌体平均表面积计算 3
2.2.1 炉顶平均面积 3
2.2.2 炉墙平均面积 4
2.2.3 炉底平均面积 4
2.3 根据热平衡计算炉子功率 4
2.3.1 加热工件所需的热量Q件 4
2.3.2 通过炉衬的散热损失Q散 4
2.3.3 开启炉门的辐射热损失 6
2.3.4 开启炉门溢气热损失 6
2.3.5 其它热损失 6
2.3.6 热量总支出 7
2.3.7 炉子安装功率 7
2.4 炉子热效率计算 7
2.4.1 正常工作时的效率 7
2.4.2 在保温阶段,关闭时的效率 7
2.5 炉子空载功率计算 7
2.6 空炉升温时间计算 7
2.6.1 炉墙及炉顶蓄热 8
2.6.2 炉底蓄热计算 8
2.6.3 炉底板蓄热 9
2.7 功率的分配与接线 9
2.8 电热元件材料选择及计算 10
2.8.1 图表法 10
2.8.2 理论计算法 10
2.9 炉子技术指标(标牌) 11
前 言
本设计的目的
设计750℃80kg/h的箱式电阻炉设计
本设计的技术要求
设计一台高温电阻炉,其技术条件为:
(1).用途:中碳钢、低合金钢毛坯或零件的淬火、正火、调质处理及回火。
(2).工件:中小型零件,无定型产品,处理批量为多品种,小批量;
(3).最高工作温度:750;
(4).生产率:80kg/h;
(5).生产特点:周期式成批装料,长时间连续生产。
设计说明
确定炉体结构和尺寸
炉底面积的确定
因无定型产品,故不能使用实际排料法确定炉底面积,只能用加热能力指标法。炉子的生产率为P=80,箱式炉用于正火和淬火时的单位面积生产率P0为120kg/(m2·h)。故可求的炉底的有效面积
F1=P/P0=2/3 m2
由于有效面积与炉底总面积存在关系式F/F0=0.78~0.85,取系数上限,得炉底实际面积
F=F1/0.8=5/6 m2
确定炉膛尺寸
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 因此,可求的:
L== m
B=L/2= m
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,根据炉子的工作条件,取H/B=0.6左右。则H= m
因此:
F壁=2×(L×H)+(L×B)+2(B×H)+2×3.14×B×1/6×L=
由经验公式可知:
P安=Cτ-0.5升F0.9(t/1000)1.55
取式中系数C=30〔℃1.55)〕τ升=4h,炉温t=750℃。
所以 30×4-0.5×0.041×800.9×(1200/1000)1.55= P安
解得,P=30.3 KW
则 L=1.291m B=0.646m H=0.387m
根据标准砖尺寸,为便于砌砖,取
L=1.277m B=0.664m H=0.372m
可以确定炉膛尺寸如下
L=(230+2)×5+(230×0.5+2)=1277mm
B=(120+2)×4+(40+2)+(65+2)×2=664mm
H=(65+2)×5+37=372mm
确定为避免工件与炉内壁或电热元件砖相碰撞,应使工件与炉膛内壁之间有一定
空间,确定工作室有效尺寸为 L效=1100 mm B效=500 mm H效=280 mm
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+113mmB级硅藻土砖。
炉顶采用113mmQN-1.0轻质粘土砖+80mm密度为250kg/ m3的普通硅酸铝纤维毡+115mm膨胀珍珠岩。
炉底采用三层QN-1.0轻质粘土砖(67×3)mm+50mm的普通硅酸铝纤维毡+182mmB级硅藻土砖和膨胀珍珠岩复合炉衬。
炉门用65mm QN-1.0轻质粘土砖+80mm密度为250kg/m3的普通硅酸
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