材料加热炉基础课程设计

课程设计任务书设计题目低温井式电阻炉的设计学生姓名***学生学号******专业班级****************指导教师材料加热炉基础课程设计目录1、设计任务 (2)2、炉膛尺寸的确定 (2)3、炉子砌砖体的设计3.1炉衬材料的选择 (4)3.2炉墙设计 (4)3.3炉底设计 (5)3.4炉顶设计 (5)3.5炉门设计 (6)4、炉子功率计算和分配4.1有效热Q件计算 (8)4.2辅助构件热损失Q辅计算 (8)4.3炉衬热损失Q散 (8)4.4 Q辐计算 (9)4.5炉门溢气热损失Q溢 (10)4.6其它热损失Q它 (10)4.7炉子安装功率计算 (10)4.8炉子热效率计算 (10)4.9炉子空载功率 (11)4.10炉子升温时间计算 (12)4.11功率分配 (12)4.12接线方式 (12)4.13功率的调节方法 (12)5、电热元件的设计5.1电热元件材料的选择 (13)5.2电热元件单位表面功率的确定 (13)5.3电热元件尺寸的确定 (13)5.4电热元件重量的计算 (14)5.5电热元件的安装 (14)6、炉温仪表的选择 (16)7、炉子技术指标（标牌） (16)8、使用说明书 (16)8.1开炉前的准备 (16)8.2开炉生产 (16)8.3使用注意事项及维护 (17)9、参考资料 (17)1、设计任务：1．设计题目：低温井式电阻炉的设计2．设计任务：（1）设计目的：设计可用于碳钢、合金钢回火的低温箱式电阻炉（2）设计参数：1)工件长1500mm采用吊装；周期性成批装料，长时间连续生产；炉膛尺寸：Ф900mm；2)最高使用温度：650℃；3)空炉升温时间：＜2h4)炉壳表面温升<60℃2、炉膛尺寸的确定：炉膛尺寸主要根据工件形状、尺寸、技术要求、装卸料方式、操作方法和生产率等来确定，同时还应考虑工件在炉内对方方式和运动方式、传热条件与炉温分布、电热元件及炉内构件的维修等问题，包括炉膛空间尺寸和有效加热区尺寸。

第1章加热炉控制系统1.1加热炉控制系统工程背景及说明加热炉自动控制（automatic control of reheating furnace），是对加热炉的出口温度、燃烧过程、联锁保护等进行的自动控制。

早期加热炉的自动控制仅限控制出口温度，方法是调节燃料进口的流量。

现代化大型加热炉自动控制的目标是进一步提高加热炉燃烧效率，减少热量损失。

为了保证安全生产，在生产线中增加了安全联锁保护系统。

影响加热炉出口温度的干扰因素很多，炉子的动态响应一般都比较迟缓，因此加热炉温度控制系统多选择串级和前馈控制方案。

根据干扰施加点位置的不同，可组成多参数的串级控制。

使用气体燃料时，可以采用浮动阀代替串级控制中的副调节器，还可以预先克服燃料气的压力波动对出口温度的影响。

这种方案比较简单，在炼油厂中应用广泛。

这种控制的主要目的是在工艺允许的条件下尽量降低过剩空气量，保证加热炉高效率燃烧。

简单的控制方案是通过测量烟道气中的含氧量，组成含氧量控制系统,或设计燃料量和空气量比值调节系统,再利用含氧量信号修正比值系数。

含氧量控制系统能否正常运行的关键在于检测仪表和执行机构两部分。

现代工业中都趋向于用氧化锆测氧技术检测烟道气中的含氧量。

应用时需要注意测量点的选择、参比气体流量和锆管温度控制等问题。

加热炉燃烧控制系统中的执行机构特性往往都较差，影响系统的稳定性。

一般通过引入阻尼滞后或增加非线性环节来改善控制品质。

在加热炉燃烧过程中，若工艺介质流量过低或中断烧嘴火焰熄灭和燃料管道压力过低,都会导致回火事故，而当燃料管道压力过高时又会造成脱火事故。

为了防止事故，设计了联锁保护系统防止回火和温度压力选择性控制系统防止脱火。

联锁保护系统由压力调节器、温度调节器、流量变送器、火焰检测器、低选器等部分组成。

当燃料管道压力高于规定的极限时，压力调节系统通过低选器取代正常工作的温度调节系统，此时出料温度无控制，自行浮动。

压力调节系统投入运行保证燃料管道压力不超过规定上限。

扬州大学加热炉课程设计一、课程目标知识目标：1. 掌握加热炉的基本结构、工作原理及在工业生产中的应用；2. 了解加热炉的温度控制、热量传递与能量平衡的基本知识；3. 掌握加热炉操作与维护的基本方法。

技能目标：1. 能够运用所学知识分析和解决加热炉操作过程中出现的问题；2. 学会使用相关设备进行加热炉的温度控制与热量传递实验；3. 培养学生的实际操作能力，使其能够熟练操作加热炉。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对加热炉及热能工程领域的兴趣，激发其学习热情；2. 培养学生的团队合作精神，使其在课程实践过程中学会相互协作；3. 增强学生的环保意识，使其认识到节能减排在加热炉操作中的重要性。

课程性质：本课程为实践性较强的专业课程，旨在帮助学生掌握加热炉的基本理论、操作方法及维护技能。

学生特点：学生具备一定的热力学基础，对实际操作和实验有较高的兴趣。

教学要求：结合课程性质和学生特点，注重理论联系实际，强化实践操作训练，提高学生的综合应用能力。

通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续相关课程的学习和工作打下坚实基础。

二、教学内容1. 加热炉的基本结构与原理- 加热炉的组成部分及其功能- 加热炉的工作原理及热能传递方式2. 加热炉的温度控制与热量传递- 温度控制系统的组成及工作原理- 热量传递的基本理论及在加热炉中的应用3. 加热炉的操作与维护- 加热炉的启动、运行及停止操作步骤- 加热炉的日常维护与故障排除方法4. 实验教学- 加热炉温度控制实验- 热量传递实验5. 加热炉在工业生产中的应用- 加热炉在不同行业的应用案例- 加热炉在节能减排中的作用及措施教学内容安排与进度：第一周：加热炉的基本结构与原理第二周：加热炉的温度控制与热量传递第三周：加热炉的操作与维护第四周：实验教学（加热炉温度控制实验、热量传递实验）第五周：加热炉在工业生产中的应用教材章节及内容：第一章：加热炉概述第二章：加热炉的结构与原理第三章：加热炉的温度控制与热量传递第四章：加热炉的操作与维护第五章：加热炉的应用实例教学内容依据课程目标进行选择和组织，注重科学性和系统性，结合实验操作，使学生在掌握理论知识的同时，提高实际操作能力。

材料加热炉课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解材料加热炉的基本原理，掌握加热炉的构造及其功能。

2. 学生能掌握材料加热过程中温度控制的重要性，了解不同材料加热的温度范围。

3. 学生能了解加热炉在工业生产中的应用，掌握相关安全操作知识。

技能目标：1. 学生能够独立操作加热炉，进行简单的材料加热实验。

2. 学生能够根据实验数据，分析加热炉的加热效果，并提出优化方案。

3. 学生能够运用所学知识，解决实际生产中与加热炉相关的问题。

情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到加热炉在材料加工中的重要性，培养对工业生产的兴趣。

2. 学生能够树立安全意识，养成良好的实验操作习惯。

3. 学生能够学会团队合作，培养沟通、协作能力，增强集体荣誉感。

课程性质：本课程为实践性课程，结合理论知识与实际操作，培养学生动手能力。

学生特点：学生具备一定的物理知识基础，但对实际操作相对陌生，好奇心强，但安全意识较弱。

教学要求：注重理论知识与实践操作的相结合，强调安全操作，引导学生主动参与，培养解决问题的能力。

通过课程学习，使学生达到上述知识、技能和情感态度价值观目标，为后续相关课程和未来职业发展打下基础。

二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 加热炉的基本原理：讲解加热炉的工作原理，包括热传递、加热方式等，对应教材第二章第一节。

2. 加热炉的构造与功能：详细介绍加热炉的各部分构造，如加热器、温控系统、炉膛等，并说明其功能，对应教材第二章第二节。

3. 加热过程温度控制：讲解温度控制的重要性，介绍温度控制的方法和设备，对应教材第二章第三节。

4. 不同材料的加热温度范围：分析各类材料加热的温度要求，列举具体实例，对应教材第二章第四节。

5. 加热炉在工业生产中的应用：介绍加热炉在工业生产中的实际应用，如金属加工、陶瓷烧结等，对应教材第二章第五节。

6. 安全操作知识：强调加热炉操作的安全注意事项，教授安全操作方法，对应教材第二章第六节。

材料加热炉基础第一篇：材料加热炉基础Unit 1 电阻加热：利用电阻而通电产生的热量直接或间接加热材料感应加热：利用电磁感应原理，在金属中产生感应电流，来加热金属。

电弧加热：在两极之家产生电弧，用电弧产生的高温来加热材料。

电子束加热；利用在电场作用之下形成高能的电子流轰击材料表面产生热量，加热物体。

等离子加热：利用在电场作用下气体分离，用形成的高温等离子加热物体材料激光束加热：将电能转化韦高能激光，用激光来加热物体。

微波加热：将电能加热成微波输出，将微波与材料相互作用，使材料整体被加热材料。

Unit 2材料加热气氛的种类1、吸热性气氛原理;将原料气余空气按院子碳、氧比为1混合，送入装有由外部供热的反应罐进行催化分解得到CO、H22、放热性气氛原理1的条件下，原料气余空气进行不完全的燃烧，其燃烧产物经冷却制得放热性气氛。

3、净化放热性气氛原理：江放热性气氛经沸石分子筛精华，除去CO2 和H2O4、氨分解气和氨燃烧气原理：将氨气通入装有催化剂的反应罐中，在一定的温度下分解，就制得氮气和氢气。

真空加热技术特点1、防止氧化作用在真空中，当氧的分压大于化合物的分解压时，金属被氧化，相反当金属分解压大于真空中的氧分压时，氧化物会分解出氧来。

2、真空脱气作用可有效除去金属中的氧气、氢气、氮气的目的。

3、真空脱脂作用蒸汽压较低时，油脂会在加热时随即被真空泵抽走4、真空下元素的蒸发Unit 3 表压力：静压头在数值上等于炉气的相对压力。

压头的定义:单位体积炉气与同一平面上的路外单位体积空气的能量差气体的静止平衡方程：p1=p2+ρgH流体的流动形态：①层流：层流流动时，流体质点都作有规律的平行运动，六层之间不相互混合，质点无径向运动。

②紊流：流体不仅按前进方向运动，而且还向各个方向作不规则运动，不停地相互混合。

然而在紧贴管壁处存在着极薄的层流，成为层流底层。

伯努利方程的运用:p1+ρgz1+12ρv=p2+ρgz2+2112nρv+22∑i=1ζ22ρvipa1+ρagz1=pa2+ρagz2烟囱的抽气原理: ∆p=(ρa-ρg)gHUnit 4 1三种传热方式的特点①传导传热定义热量从物体温度较高的部分传到温度均较低的部分，或由温度较高的物体传到与之相接触的较低温的物体的过程。

加热炉教学大纲《加热炉》教学大纲一、课程性质和任务加热炉是材料工程专业的专业的一门重要的主干技术专业课，通过课堂教学、实验，使学生掌握热工基础的基本概念、基本理论及其运算方法；熟悉热力设备、装置和循环等实际应用知识，为今后从事工程实践、解决生产实际问题及学习新的科学技术奠定坚实的基础。

加热炉是一门实践性应用性较强的技术基础课，随着科学技术的发展，加热炉技术已得到了快速的完善和发展。

二、教学基本要求本课程的目标和任务，是使考生通过学习对加热炉有比较全面的了解，能够初步分析和解决加热炉热工方面的理论和实践问题，掌握加热炉的基本操作、维护、检修技能和常见事故处理方法。

课程基本要求如下：(l）掌握加热炉的基本组成及其各部分的作用：熟悉燃料供应系统、供风系统、排烟系统及冷却系统的组成及结构；了解加热炉余热利用设备的工作原理。

(2）了解金属压力加工企业常用燃料的主要性能和用途；掌握燃烧计算的基本方法；初步掌握对燃料燃烧过程的操作控制及燃烧方法的应用。

(3）了解有关加热炉气体力学的基本概念、基本原理和计算方法；掌握炉内外测点的选择方法及常用温度、压力、流量测量仪器的使用和维护。

(4）能够正确分析炉内的传热过程，理解三种传热方式的基本概念及基本定律，了解传热量的计算方法。

(5）了解金属的加热工艺制度；熟悉炉子热平衡表的编制目的与根据；了解编制炉子热平衡表的方法，能提出降低炉子燃耗、提高炉子热效率的途径。

(6）熟悉耐火材料的分类及常用耐火材料的组成、基本性能及应用领域。

(7）熟悉常用加热炉的炉型特点以及使用、维护与维修知识。

三、教学内容第一章加热炉的基本结构教学目标：通过本章的学习，学生应掌握加热炉的基本组成及其各部分的作用：熟悉燃料供应系统、供风系统、排烟系统及冷却系统的组成及结构；了解加热炉余热利用设备的工作原理。

具有使用和维护加热炉的主要设备及使用和维护加热炉的烧嘴和阀门的能力。

教学重点与难点：（一）炉膛与炉衬（次重点）理解：加热炉的炉墙、炉顶、炉底、炉子基础、钢结构、炉门、观察孔及出渣们的结构及组成。

摘要加热炉在轧钢生产中占有十分重要的地位。

它的任务是按轧机节奏将钢坯加热到工艺要求的温度水平，并且在保证优质、高产的前提下，尽可能地降低燃料消耗、减少氧化烧损。

随着轧钢生产地大型化、连续化，轧钢工艺技术、设备地发展与产品品种增加、质量升级，以及对加热炉高产、优质、低消耗地要求不断提高，采用计算机控制加热炉生产已成为实现上述目标地发展方向和必然趋势。

本文以步进式加热炉为例介绍了轧钢工艺过程中加热炉控制系统的设计。

分别对加热炉的炉膛温度、炉膛压力、管道压力及空燃比进行了PID自动控制，实现了加热炉的温度以及压力等参数的稳定，以保证炉子的正常工作。

在本次课程设计中，使用了全通用型调节器对各控制系统进行PID自动调节，温度控制系统采用串级比值控制系统不仅实现了炉膛温度的自动控制，而且还实现了空气燃料比值的自动修正，保证了空燃比，节约了燃料，又不造成冒黑烟的现象；炉膛压力的控制采用单回路控制系统，以炉膛压力为控制变量，烟道阀门的开度为操纵量实现了炉膛压力的自动控制；为防止回火现象的发生，管道压力系统的控制采用单回路控制，以管道压力为直接控制变量，空气和煤气管道的阀门开度为操纵量保证了气体管道的压力，防止了回火现象的发生。

整个控制系统简单易行，当然也存在很多问题，但是随着时间的推移和知识的积累我认为在以后的学习中这些问题都会得到有效地解决的。

目录一、步进式加热炉1.1 步进式加热炉简介 (3)1.2 步进式加热炉的工艺过程 (5)二、步进式加热炉控制系统设计2.1 步进式加热炉的主要性能参数 (7)2.2 步进式加热炉控制方案概述 (7)2.3. 步进式加热炉具体方案设计 (8)三、仪表选型3.1温度控制系统仪表选型 (12)3.2炉压控制系统仪表选型 (14)3.3管道压力控制系统仪表选型 (15)四、心得体会五、参考资料一、 步进式加热炉1.1步进式加热炉简介步进式加热炉是各种机械化炉底炉中使用最广、发展最快的炉型，是取代推钢式加热炉的主要炉型。

第一章设计原始条件及表格汇总1.1原始条件炉子产量140000kg G h =，钢坯规格为22022012000mm ⨯⨯，单重为4530㎏，加热温度201250C C ，许加热终了时钢坯断面温度差30C ，钢种为普碳钢。

用发热量为2150千卡/时的高焦炉煤气为燃料。

确定炉子的尺寸和燃料消耗量。

1.2计算结果表格汇总1． 燃烧计算kcal kcalkcal5．热平衡计算及燃料消耗量的决定第二章设计计算2.1炉子结构计算2.1.1空气量及燃烧生成量计算解：采用上下加热步进梁式加热炉，钢坯中心距取320mm ，炉宽定为12800mm 。

按三段式温度制度。

炉膛高度在预热段为1800mm ，加热段为2200mm ，均热锻为1500mm 。

用平焰烧嘴， 1.1α=。

高焦炉煤气的成分：完全燃烧时理论空气量 024 4.84(0.520.5 3.5)100m n L H CH CO C H =+++4.84(0.50.09297.10.50.01 3.50.54)100=⨯+⨯+⨯+⨯⨯ 2.12=过量空气系数 1.1α=实际供给空气量 0 1.1 2.02 1.122n L L α=⨯=⨯=烟气生成量 2221.9n c o N O V V V V =++=烟气中生成量 224(2)0.010.288CO m n V CO CO CH C H =+++⨯=烟气中生成量 22(78)0.012.183N n V N L =+⨯= 烟气中生成量烟气中生成量 24222(230.0128)0.010.484H O m n n V CH C H H H S H OL =+++++⨯=烟气中生成量 200.2067(1)0.2O V L α=-=由以上得： 20.048CO P = 20.17H O P = 2.1.2炉高的确定钢坯出炉的表面温度＝1250C钢坯入炉的表面温度＝20C经过预热段以后钢坯的表面温度＝650C进入均热锻时钢坯的表面温度＝1350C烟气出炉的温度＝850C烟气进入预热段的温度＝1400C烟气在均热中的最高温度＝1350C烟气在均热锻中的平均温度＝1275CH 效＝3(0.05)10A B t +⨯气 H 效—炉子的有效长度B —炉宽t 气—炉气温度A —系数（1）预热段高度311(0.50.0512.8)14001015961796H H mm δ=+⨯⨯⨯=+=取 1800mm （2）加热段3322(0.05)10(0.680.0512.8)145010191419142002214H A B t mm H δ=+⨯=+⨯⨯⨯=+=+=气取 2200mm （3）均热锻333(0.05)10(0.50.0512.8)1275101453.5H A B t mm =+⨯=+⨯⨯⨯=气取1500mm2.1.3、炉内各段面积 1.炉膛的内表面积2()y F H B L =+（1）预热段2()2(1.812.8)29.2y y y y F H B L L L =+=⨯+=（2）加热段2()2(2.212.8)30.0j j j j F H B L L L =+=⨯+=（3）均热锻2()2(1.512.8)28.6jr jr jr jr F H B L L L =+=⨯+=2．气层的有效厚度1( 3.6)HBLS F = （1）预热段1.812.83.62.8429.2yy yL S m L ⨯==（2）加热段2.212.83.63.3830.0jj jL S m L ⨯==（3）均热锻1.512.83.62.4228.6jrjr jrL S m L ⨯==2.1.4炉气黑度 220CO H O e e e β=+ 预热段20.12 2.840.341CO y P S =⨯= 20.16 2.840.454H O y P S =⨯=加热段20.12 3.380.4056CO j P S =⨯= 20.16 3.380.5408H O j P S =⨯=均热锻20.12 2.420.2904CO jr P S =⨯= 20.16 2.420.3872H O jr P S =⨯=预热段温度800C 00.15 1.080.250.42e =+⨯=预热段温度1280C 00.141.080.1560.308e =+⨯= 加热段温度1280C 00.141.080.210.363e =+⨯= 加热段温度1330C 00.13 1.080.190.33e =+⨯=均热锻温度1330C 00.121.080.170.31e =+⨯= 均热锻温度1270C 00.141.080.180.336e =+⨯=2.1.5综合辐射系数()0201201204.881e e c e r e =+-砌体对钢坯的角度系数 预热段()1210.819F a r F +==金壁（ 取0.45α=） 加热锻()1210.80F a r F +==金壁（ 取 0.45α=） 均热锻()1210.837F a r F +==金壁（ 取 0.45α=）钢坯黑度20.8e = 预热段温度800C()012 4.880.420.81.830.420.81910.42C ⨯⨯==+-预热段温度1280C()012 4.880.3080.81.370.3080.81910.308C ⨯⨯==+-加热段温度 1280C()012 4.880.3630.81.620.3630.8010.0.363C ⨯⨯==+-加热段温度 1330C()012 4.880.330.81.490.330.8010.33C ⨯⨯==+-均热锻温度 1330C()012 4.880.310.81.360.310.83710.31C ⨯⨯==+-均热锻温度 1270C()012 4.880.3360.81.430.3360.83710.336C ⨯⨯==+-预热段和加热段交界处取平均值0120.5(1.37 1.62) 1.49C =+=加热段和均热锻交界处取平均值0120.5(1.49 1.36) 1.43C =+=2.1.6炉长炉宽的确定 最大生产率: 220000kg G h = 预选炉底强度: 395P =2kg m h⋅加热面积:2220000557395xi G f m P ===又12.81xi xi f l =⨯⨯ 有55743.612.8xi f m == 有效长度44m =炉宽的确定：B ＝钢坯的长度2C + 即有1220.412.8B m =+⨯= 取 12.8m 求炉长及加热时间要求每小时加热的钢坯的钢坯数为30.9根，炉内放置的钢坯数为44000320137=根，则钢坯加热的时间131730.9 4.43t h == 2.1.7计算炉温制度和燃料消耗量将方坯看成截面积与之相等的圆坯，则圆坯的计算半径：0.1242r m ==在加热段完了时钢坯的温差为20C ，则加热段终了时钢坯的平均温度为：12500.5201240z jp t C =-⨯=。

加热炉培训教材第一章加热原理一、钢加热的目的1.提高钢的塑性，以降低钢在热加工时的变形抗力，从而减少轧制中轧辊的磨损盒断辊等机械设备事故。

2.使坯料内外温度均匀，以避免由于温度应力过大造成成品的严重缺陷或废品。

3.改善金属的结晶组织或消除加工时所形成的内应力。

总之，钢的加热对于钢材的质量、产量、能耗以及机械寿命等都有直接关系。

二、钢的加热工艺：1.钢的加热工艺包括：1)加热温度2)加热速度3)加热时间4)炉温制度5)炉内气氛钢的加热速度：加热时间内，钢在加热时的温度变化叫钢的加热速度。

（单位：℃/h或℃/min、mm/min）钢的加热制度：钢在加热炉内加热升温的温度变化过程叫钢的加热制度。

1)加热制度考虑的因素：钢种坯料尺寸装炉方式（冷装/热装）炉膛结构坯料在炉内的布置方式（单、双排，推钢、步进梁式、辊底式等）2)加热制度从炉型分为：一段式二段式三段式多段式三、钢的加热缺陷1.钢的加热缺陷包括：钢的氧化脱碳过热、过烧加热温度不均匀2.预防加热缺陷的措施钢的氧化1)定义：钢在加热炉内加热时，钢的表面同炉气中的CO2、H2O、O2、SO2发生反应，生成氧化铁皮的过程叫钢的氧化。

2) 生成的氧化铁皮即所说烧损，通常为~3%。

氧化铁皮结构示意图如下：3) 影响氧化的因素：加热温度、加热时间、炉气成分、钢的成分等。

加热温度的影响：在850~900℃以下时，钢的氧化速度很小；当达1000℃以上时，钢的氧化速度急剧增加。

加热时间的影响：在相同条件下，加热时间愈长则钢的氧化层愈厚。

炉气成分的影响：火焰中的炉气成分决定与燃料成分、空气消耗系数、完全燃烧成都等。

炉气成分对氧化的影响很大。

按照对钢氧化的效应把炉气分为：氧化性气氛、中性气氛和还原性气氛。

钢的成分的影响：对于碳钢随其含炭量的增加钢的烧损量有所下降。

合金元素如Cr 、Si 、Mn 、Al 等本身即已被氧化成相应的氧化物，但由于这些氧化物组织结构十分致密稳定，可进一步阻止钢的氧化。

加热炉设备控制课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握加热炉设备的基本工作原理，理解各部件的功能及相互关系。

2. 使学生了解加热炉设备控制系统的组成，掌握主要参数的调整方法。

3. 帮助学生掌握加热炉设备控制系统的故障分析与处理方法。

技能目标：1. 培养学生能够运用所学知识，对加热炉设备进行操作和调试的能力。

2. 提高学生分析和解决加热炉设备控制系统中问题的能力。

3. 培养学生团队协作和沟通能力，能够就加热炉设备控制问题进行有效讨论。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对加热炉设备控制技术的研究兴趣，激发学生学习热情。

2. 培养学生严谨、负责的工作态度，注重操作安全，遵循职业道德。

3. 增强学生的环保意识，认识到节能减排在加热炉设备控制中的重要性。

本课程针对高年级学生，结合学科特点，注重理论知识与实践操作相结合。

通过本课程的学习，使学生能够掌握加热炉设备控制的核心知识，具备实际操作和故障处理能力，同时培养良好的职业素养和团队协作精神，为将来的学习和工作打下坚实基础。

二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面：1. 加热炉设备基本原理与结构- 加热炉设备的工作原理及各部件功能- 加热炉设备的类型及适用场合- 课本第三章第一、二节内容2. 加热炉设备控制系统- 控制系统的组成及功能- 主要参数的调整方法及影响因素- 课本第三章第三、四节内容3. 故障分析与处理- 常见故障类型及其原因- 故障诊断与处理方法- 课本第三章第五、六节内容教学进度安排如下：第一周：加热炉设备基本原理与结构第二周：加热炉设备控制系统第三周：故障分析与处理教学内容注重科学性和系统性，结合课本内容，确保学生能够掌握加热炉设备控制的核心知识。

同时，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。

三、教学方法针对本章节内容，采用以下多样化的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1. 讲授法：用于讲解加热炉设备的基本原理与结构、控制系统等理论知识。

机械设计课程设计设计者：班级：学号：指导老师：1总体设计1、传动方案的拟定（1）原动机的选择设计要求：动力源为三相交流电380/22ov，所以选择电动机（2）传动装置选择A、减速器电动机输出转速比较高，而且输出不稳定，同时在运转故障或者严重过载时，可能烧坏电动机，所以一定要有过载保护装置。

可选用：带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆涡轮链传动与齿轮传动虽然传动效率高，但是会引起一定的震动，而且缓冲减震能力差，也没有过载保护。

带传动平稳性号，噪音小，有缓冲减震和过载保护能力，精度要求不高，制造、安装、维护都比较方便，成本也较低，但是传动效率较低，传动比不恒定，寿命短。

蜗杆传动虽然效率较低，没有缓冲减震和过载保护能力，制造要求精度高，但是比较符合设计需要，而且现实中都是用涡轮，所以我也选用涡轮传动。

B、传动机构连杆机构可以选择有对心曲柄滑块机构、正切和多杆机构。

根据设计要求，工作机应该带动推料机，且结构应该尽量简单，所以选择六杆机构。

如下图滑块运动行程H(mm) 250滑块运动频率n(次/min) 60滑块工作行程最大压力角30机构行程速比系数K 1.5构件DC长度(mm) 380构件CE长度(mm) 1502、六连杆的设计计算（上期是乱算的）（传动方案）（a）图是机构的运动简图示意图，现将其分解为曲柄摇杆机构（b）和滑块机构（c）来计算已知CD=380、CE=150、F左右移动距离为60，根据查资料假设AB=130、BC=220、AD=320、DE=530，现在求EF长度？对于（b）cos∠C2AD=AC2²+AD²−C2²2∗AC2∗AD =90²+360²−320²2∗90∗360∠C2AD=57°cos∠AC2D=AC2²+C2D²−AD²2∗AC2∗AD =90²+320²−360²2∗220∗140∠AC2D=107°则∠ADC2=30°cos∠ADC1=C1D²+AD²−AC1²2∗DC1∗AD =320²+360²−350²2∗250∗140∠ADC1=62°则∠C2DC1=32°对于（c）cos∠E2DH=DHE2DDH=cos∠E1DH×E1D=510mm F1G1²=GF2²+E1G²=100²+(125-60)²E2F2=120mm即EF为120mm六连杆机构仿真图2电机选择1、 电机类型选择：按工作要求和条件选取Y 系列一般用途全封闭鼠笼型三相异步电动机即可2、 电机功率的选择： 1） 工作机所需的功率：P w =FV1000=3000×0.5×6060⁄1000=1.5(kw)2） 电动机功率计算：传动效率：一对轴承：η0=0.99齿式联轴器 ： η1=0.99 涡轮蜗杆：η2=0.84一对圆柱齿轮：8级精度 η3=0.97 滑轮摩擦： η4=0.90总效率：η=η03η1η2η3η4=0.994×0.992×0.84×0.97×0.90=0.690所以总传动功率为P d =Pw ηa =1.50.690⁄=2.17kw参照选取电动机额定功率为3kw3、电机转速确定：根据已知条件计算出工作机滚筒的工作转速为：n=60r/min根据电机功率3kw 和同步转速1500r/min 确定用Y100L2-4型鼠笼式电动机，电机数据如下：4、分配减速器各级传动比假设齿轮的传动比i 34=2，则蜗杆涡轮的传动比为i12=23.82=11.9 5、确定转速、转矩、功率1）计算各轴转速电机轴：n M=1430r/minⅠ轴：n1=n M=1430r/minⅡ轴：n2=n1i12=1430r/min11.9=120.17r/minⅢ轴：n3=n2=120.17r/minⅣ轴：n4=n3i34=120.172=60.08r/min2) 计算各轴输入功率电机轴：P d=3kwⅠ轴： P1=P d*η1*η0=3kw×0.99×0.99=2.94kwⅡ轴： P2=P1×η2×η0=2.94kw×0.84×0.99=2.44kwⅢ轴： P3=P1×η1=2.44kw×0.99=2.41kwⅣ轴： P4=P3×η0×η3=2.41kw×0.99×0.97=2.31kw推杆： P出=P3×η4=2.31kw×0.90=2.08kw3)计算各轴输入转矩电动机输出转矩：T d=9550×PdnM=9550×31430⁄=20.03N.mⅠ轴： T1=Td.η1=20.03N.m×0.99=19.83N.mⅡ轴： T2=T1.η0.η2.i12=19.83N.m×0.84×0.99×11.9=196.24N.mⅢ轴： T3=T2.η1=196.24N.m×0.99=194.28N.mⅣ轴： T4=T3.η0.η3.i34=194.08N.m×0.99×0.97×2=373.13N.m将上述计算结果列表，如下3 蜗杆涡轮减速器的设计3.1 蜗杆传动设计1.选择涡轮蜗杆的传递类型根据GB/T10085-1988的推荐，采用渐开线蜗杆ZI 。

二 步进式加热炉设计计算2.1 热工计算原始数据(1)炉子生产率：p=245t/h(2)被加热金属：1)种类：优质碳素结构钢(20#钢) 2)尺寸：250×2200×3600 (mm)(板坯) 3)金属开始加热(入炉)温度：t 始=20℃4)金属加热终了(出炉)表面温度：t 终=1200℃ 5)金属加热终了(出炉)断面温差：t ≤15℃ (3)燃料1)种类：焦炉煤气2)焦炉煤气低发热值：Q 低温=17000kJ/标m 33)煤气不预热：t 煤气=20℃表1-1 焦炉煤气干成分(%)废膛(5)空气预热温度(烧嘴前)：t 空=350℃2.2 热工计算2.2.1 焦炉煤气干湿成分换算查燃料燃烧附表5，3/9.18m g g =10000124.0100124.0222⨯+=干干湿OH OHgg OH100100%%2湿干湿O H X X -⨯=由上式得 %2899.22=湿O H00025741.561002899.21009.57%H =-⨯=湿000048184.241002899.21004.25%CH =-⨯=湿00007939.81002899.21009%CO =-=湿 0000428336.21002899.21009.2%H C =-⨯=湿 000022702.11002899.21003.1%N =-⨯=湿 000023909.01002899.21004.0%O =-⨯=湿 000020290.31002899.21001.3%CO =-⨯=湿 代入表2—1中，得表2-1 焦炉煤气湿成分(%)2.2.2 计算焦炉煤气低发热值）（低 +⨯+⨯+⨯+⨯⨯=424214100%8550%2580%3046187.4H C CH H CO Q=()000000008336.2141008184.2485505741.5625807939.83046187.4⨯+⨯+⨯+⨯⨯=17094.6830 KJ/m ³误差%557.0%10017000170006830.17094%=⨯-=计算值与设计值相差很小，可忽略不计。