中温箱式电阻炉专业课程设计项目说明指导书.doc

一、炉型选择因为工件材料为低合金钢，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，同时工件没有特殊要求也不是长轴类，则选择箱式炉，而且无需大批量生产、工艺多变，则选择周期式作业。总而言之，选择周期式中温箱式电阻炉。二、炉膛尺寸确实定1、用炉底强度指标法计算炉底有效面积：查表得炉底强度=100Kg/（m2·h）F效===0.6（m2）炉膛有效尺寸：L效=L效==0.96（m）=960mm炉膛有效宽度：B效=B效==(m)=600mm选择1000mm×600mm×45mm/12mm炉底板，取B效=0.6m炉膛内腔砌墙尺寸炉膛宽度：B砌=B效+2×（0.1～0.15）B砌=0.6+2×0.125=0.85(m)炉膛长度：L砌=L效+0.16=1.12（m）炉膛内高度：H砌=（0.5～0.9）B砌H砌=0.8×0.85=0.68(m)层数n==10.1选择10层∴炉膛高度H砌=10×67+42+39=0.751(m)三、炉体结构设计和材料选择（一）、选择炉衬材料部分炉体包含炉壁、炉底、炉底、炉门、炉壳架几部分。炉体通常见耐火层和保温层组成，尺寸和炉膛砌筑尺寸相关。设计时应满足下列要求：（1）确定砌体厚度尺寸要满足强度要求，并应和耐火砖、隔热保温砖尺寸相吻合；（2）为了降低热损失和缩短升温时间，在满足强度要求前提下，应尽可能选择轻质耐火材料；（3）要确保炉壳表面温升小于50℃，不然会增大热损失，使环境温度升高，造成劳动条件恶化。（二）、炉体结构设计和尺寸本炉设计为两层炉壁内层选择RNG-0.6型轻质粘土砖，其厚度S1=115mm；外层选择硅酸铝耐火纤维，体积密度λ2=105Kg/m3厚度S2待计算；RNG-0.6型轻质粘土砖：ρ1=600【Kg/m3】λ1=0.165+0.194×10-3t均【w/(m·℃)】C1=0.836+0.263×10-3t均【KJ/（Kg·℃）】耐火纤维当t3=60℃时，由表查得α∑=12.17【W/(㎡·℃)】∴q=12.17×（50-20）=486.8（W/㎡）将上述各数据代入公式得：=782（℃）代入数据解得：纤维层厚度：=228（mm）取S2=230mm（三）、炉顶设计炉膛宽度为850mm，采取拱顶，拱角60°标准拱顶，拱顶式炉子最轻易损坏部位，受热时耐火砖发生膨胀，造成砌筑拱顶时，为了降低拱顶向两侧压力，应采取轻质楔形砖和标准直角砖混合砌筑。故选择侧厚楔形砖（230,113,65,45）、厚230mm体积密度为105Kg/m3硅酸铝耐火纤维和轻质直形砖（230,113,65）.（四）、炉底设计炉底采取一层113mm硅藻土砖填充蛭石粉，再平铺一层65mmQN-0.6轻质粘土砖，最上层采取230mm重质高铝砖支持炉底板+4块加热元件搁砖，炉底板采取Cr-Mn-N耐热钢厚度为12mm。（五）、炉门框设计炉门框壁炉膛稍小取其宽度为：B框×H框=800mm×650mm采取230mm硅藻土砖和113mmRN-0.6轻质粘土砖。（六）、炉门设计炉门采取113mmRNG-1.0轻质粘土砖和230mmB级硅藻土砖，炉门尺寸为B门×H门=900mm×780mm。（七）、炉体框架和炉壳设计炉体外廓尺寸：L外=L砌+（115+230）+230=1695（mm）B外=B砌+2×（115+230）=1540（mm）H弧=B砌-B砌Cos30°=114（mm）H外=H砌+（115+20+230）+H弧+（115+67+230）H外=1571（mm）四、电阻炉功率计算本炉采取理论设计法，经过炉子热平衡来确定炉子功率。其原理是炉子总功率即热量收入，应能满足炉子热量支出总和。具体计算以下：加热工件有效热量Q件Q件=g件（C2t2-C1t1）=60×（0.6789×950-0.4939×20）=38104.6（KJ/h）（其中C2、C1查表可得）经过炉衬散热损失Q散Q散=（式1）λ1=0.165+0.194×10-3×（950+782）÷2=0.33λ2=0.107==4.5832m2=2=7.3386㎡=2=10.7288㎡将以上数据代入式1解得Q散=14556.5（KJ/h）3、炉衬材料总蓄热量Q蓄总轻质粘土砖、硅酸铝耐火纤维、在1㎡面积上所占量分别为：G1=0.115×600=69（Kg）G2=0.230×105=24.15（Kg）它们平均比热容分别为：C1=0.836+0.263×10-3×0.5×（950+782）=1.06【KJ/（Kg·℃）】C2=1.07【KJ/（Kg·℃）】各层蓄热量:Q1=69×1.06[（950+782）÷2-20]=61876（KJ）Q2=24.15×1.07[（782+60）÷2-20]=10362（KJ）∑Q蓄总=Q1Fm1+Q2Fm