热处理箱式电阻炉的设计.docx

辽宁xx大学
热工过程与设备课程设计

题目：热处理箱式电阻炉的设计
（生产率150kg/h，功率39kw，工作温度≤600℃）

院（系）：XX专业班级：XX学号：XX学生姓名：XX指导教师：XX起止时间：XX课程设计（论文）任务及评语
院（系）：材料科学与工程学院教研室：材料教研室
学号XX学生姓名XX专业班级XX课程设计（论文）题目热处理箱式电阻炉的设计
生产率150g/h，功率39kw，工作温度≤600℃课程设计（论文）要求与任务

一、课设要求
熟悉设计题目，查阅相关文献资料，完成箱式电阻炉的设计。
二、课设任务
设计任务：设计热处理箱式电阻炉，生产率150kg/h，功率39kw，工作温度≤600℃。
1、炉型选择；2、确定炉体结构与尺寸；3、砌体平均表面积设计；4、计算炉子功率；5、炉子热效率计算；6、炉子空载功率计算；7、空炉升温时间计算
8、功率分配与接线；9、电热元件材料选择与计算；10、电热体元件图；11、电阻炉装配图；12、炉子技术指标；13、参考文献。
三、设计说明书要求
设计说明书结构见《设备设计模板》。工作计划
1．设计方案确定，1天；2．确定炉体结构尺寸、热效率、空炉升温时间、功率分配和电热元件等的计算，5天；3．绘制电热元件图和电阻炉草图，书写整理打印设计说明书，3天；4．设计验收及答辩，1天。指导教师评语及成绩

成绩：指导教师签字：学生签字：

年月日目录
一、炉型的选择 2
二、确定炉体结构和尺寸 2
三、砌体平均表面积设计 4
四、计算炉子功率 5
五、炉子热效率计算 7
六、炉子空载功率计算 7
七、空炉升温时间计算 7
八、功率分配与接线 9
九、电热元件材料选择与计算 9
十、电热体元件图 11
十一、电阻炉装配图 11
十二、炉子技术指标 11
参考文献 12

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、低合金钢毛坯或零件的退火，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：150kg/h；
(3)工作温度：最高使用温度≤600℃；
(4)生产特点：周期式成批装料，长时间连续生产。
一、炉型的选择
根据工件的特点与设计任务的要求及产量大小选择合适的炉型。由于小批量生产，品种多和工艺稳定的要求拟选用箱式热处理电阻炉，不通保护气氛。
二、确定炉体结构和尺寸
1．炉底面积的确定
炉底面积的计算方法有两种。一种是根据一次装料量计算，另一种是根据炉底强度指标计算[1]。因工件的加热周期和装炉量不明确，故不能用炉子一次装料量确定炉底面积，只能用炉底强度指标法。已知生产率为150kg/h，按表5—1[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
F=p/p0=150/120=1.25m2
由于有效面积与炉底总面积存在关系式F/F1=0.75～0.85，取系数上限0.85，得到炉底实际面积：
F=F/0.85=1.25/0.85=1.47m2
2．炉底长度和宽度的确定
对于热处理箱式电阻炉，设计时考虑装出料的方便，根据长度与宽度之比，取L/B=2:1，因此，可求得炉底宽度 L==2.059m
B=L／2=2.059／2=1.030m为方便砌砖L=2205mmB=1048mm
3．炉膛高度的确定
根据统计的资料，炉膛高度（H）对炉底宽度（B）之比H／B通常在0．52～0．9之间，大多数在0.8左右，根据炉子工作条件，取H／B=0.7左右，选定炉膛高度H=707mm。因此，确定炉膛尺寸如下
长L=(230+2)×9+(230/2+2)=2205mm
宽B=(120+2)×5+(50+2)×4+(113+2)×2=1048mm
高H=(65+2)×10+37=707mm
为防止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，在一般情况下，要保证炉料上部有200～300mm的空间，有利于辐射与对流传热，由此确定工作室有效尺寸为
L效=2000mm
B效=950mm
H效=500mm
砌体结构如图1所示：

轻质粘土砖硅藻土砖重质粘土砖耐热钢
图1砌体结构示意图
4．炉衬材料及厚度的确定
由于侧墙、前墙及后墙以及炉顶的工作条件相似，采用相同炉衬结构，即两层：113mmQN—1.0轻质粘土砖和180mmB级硅藻土砖。
炉底采用耐火层314mm，材料为113mmQN—1.0轻质粘土砖,绝热层硅藻土砖和蛭石粉厚180mm。
炉门用65mmQN—1.0轻质粘土砖+65mmA级硅藻土砖。
炉底板材料选用Cr-Mn-Ni耐热钢，根据炉底实际尺寸给出，分三块或四块，厚20mm。
炉底隔砖采用重质粘土砖[2]。
三、砌体平均表面积计算
砌体外廓尺寸如