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箱式电阻炉课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解箱式电阻炉的基本结构、工作原理及其在工业中的应用。
2. 学生能掌握箱式电阻炉的操作步骤、安全使用规范及相关维护保养知识。
3. 学生能了解箱式电阻炉的温度控制原理，掌握相关计算公式。
技能目标：1. 学生能够独立操作箱式电阻炉，完成简单的加热实验。
2. 学生能够分析并解决箱式电阻炉使用过程中出现的问题。
3. 学生能够运用所学知识，对箱式电阻炉进行简单的维护和故障排查。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对物理实验的兴趣，激发探究科学技术的热情。
2. 学生树立安全意识，养成严格遵守操作规程的好习惯。
3. 学生学会团队合作，培养沟通协调能力和解决问题的能力。
课程性质：本课程为物理实验课，通过箱式电阻炉的操作与实验，使学生将理论知识与实际应用相结合。
学生特点：初三学生，具备一定的物理知识和实验操作能力，好奇心强，善于动手实践。
教学要求：结合学生特点，注重实践操作，提高学生的实际动手能力，强调安全意识，培养学生对物理实验的兴趣。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行有效的教学设计和评估。
二、教学内容1. 箱式电阻炉基本结构及工作原理- 箱式电阻炉的构造、主要部件及其功能- 电阻炉的工作原理，包括电阻加热、温度控制等2. 箱式电阻炉的操作与安全规范- 操作步骤及注意事项- 安全使用规范，如用电安全、防火防爆等3. 箱式电阻炉的温度控制- 温度控制原理，包括PID控制、热电偶等- 相关计算公式及实际操作4. 箱式电阻炉的维护保养- 常见故障分析及排除方法- 定期维护保养方法及注意事项5. 实践操作- 简单加热实验，如熔化金属、烘干材料等- 操作过程中的问题分析及解决教学内容安排与进度：第一课时：箱式电阻炉基本结构及工作原理第二课时：箱式电阻炉的操作与安全规范第三课时：箱式电阻炉的温度控制第四课时：箱式电阻炉的维护保养第五课时：实践操作教材章节及内容列举：第一章：物理实验基本知识第三节：箱式电阻炉的结构、原理与操作教学内容紧密结合课程目标，注重科学性和系统性，循序渐进地组织教学，使学生在掌握知识的同时，提高实际操作能力。
中温箱式电阻炉设计说明一、设计目标：1.温度控制精度高，能够达到所需的温度范围；2.加热均匀，温度分布均匀，避免温度梯度对样品造成影响；3.安全可靠，具有过温保护和过载保护等安全功能；4.操作简便，控制界面友好。
二、设计原则：1.结构设计合理：箱体结构稳定，材料耐高温、绝缘性能好，保证外壳不会过热和存在漏电的情况。
2.保温设计良好：箱体内外壁之间应具有一定的保温材料，减小热量损失。
3.温度控制系统先进：采用PID控制系统，能够精确控制温度，减小温度波动；4.安全保护系统完善：具备过载保护、过温保护等安全功能，确保操作安全。
三、具体设计方案：1.结构设计：2.保温设计：内外壁之间填充保温材料，如岩棉、石膏板等，有效减小能量损失。
箱体底部及门缝处设置密封条，确保箱体内外不会有空气对流和热量泄露。
3.加热元件选择和布局：采用电阻丝作为加热元件，通过布线和固定在箱体内腔的支架上。
加热元件分布均匀，保证整个箱体内温度均匀。
4.温度控制系统：采用PID控制系统，设定温度和实际温度可通过显示屏进行监控。
在设定温度达到后，自动停止加热以保持恒温状态，避免温度超过所需范围。
5.安全保护系统：设备设置过温保护和过载保护装置。
一旦温度超过设定范围或电流过载，系统会自动切断电源以保护设备和样品。
6.操作控制系统：设备的操作控制界面应简单明了，易于操作。
温度、时间等参数可以根据需要进行设定并显示在控制面板上。
综上所述，中温箱式电阻炉的设计需要考虑结构稳定、保温设计、温度控制系统、安全保护系统和操作控制系统等因素。
合理的设计方案能够确保电阻炉的使用安全、方便和效果稳定。
中温箱式电阻炉设计说明
加热元件是箱式电阻炉的核心组成部分，常见的加热元件有电阻丝、
电炉坩埚等。
电阻丝是较为常见的加热元件，可以分成两个或四个部分，
分别放置于炉箱四个角落，以均匀加热炉内物体。
电阻丝可以采用镍钢合
金丝或铬铁丝等耐高温材料制成。
另外，为了提高加热效率，还可以在炉
箱内部设置辅助反射板，以最大限度地反射热能，提高加热效果。
控温系统是中温箱式电阻炉的重要组成部分，其主要功能是监控和调
节炉内温度。
控温系统通常由温度传感器、控制器和电源组成。
温度传感
器可以选择热电偶或红外线温度计等，它的作用是实时感应炉内温度，并
将温度信号传递给控制器。
控制器根据温度信号进行判断和调节，通过控
制电源来控制加热元件的供电情况，以保持炉内温度稳定。
另外，在设计中还需要考虑炉箱的通风系统，以保证炉内温度均匀，
并排除产生的有害气体。
通风系统可以包括风机、排气管道和过滤设备等。
风机可以通过循环热空气来提高温度均匀性，排气管道用于排出炉膛内产
生的有害气体，过滤设备则可以有效去除有害气体，提供一个良好的工作
环境。
综上所述，中温箱式电阻炉的设计需要考虑炉体结构、加热元件、控
温系统、通风系统等方面。
设计合理的中温箱式电阻炉可以提高热处理工
艺的效率和产品质量，确保安全生产。
热处理箱式电阻炉设计热处理是一种常见的金属加工方法，它通过控制材料的加热和冷却过程来改变材料的性能和组织结构。
箱式电阻炉是热处理领域中常用的设备之一，它具有结构简单、操作方便、加热均匀等优点。
本文将从箱式电阻炉的结构设计、加热方式、温度控制、安全性等方面进行探讨。
首先，箱式电阻炉的结构设计是其设计的重要方面之一、箱式电阻炉一般由炉体、加热元件、电控系统和保温材料组成。
炉体通常采用优质钢板焊接而成，具有良好的密封性能和耐高温性能。
加热元件一般采用镍铬合金电阻丝或电阻片，通过电流通过加热元件发热，实现对材料的加热。
电控系统一般由温度控制器和电源组成，用于控制加热元件的加热功率和温度的控制。
保温材料一般采用耐高温陶瓷纤维或石棉棉等材料，用于保持炉体内部的高温。
其次，加热方式是箱式电阻炉设计中需要考虑的重要问题之一、常见的加热方式包括顶部加热和底部加热。
顶部加热是指在箱式电阻炉的炉膛顶部布置加热元件，通过上方向下辐射热传导到炉膛内的材料上。
底部加热是指在箱式电阻炉的底部布置加热元件，通过下方向上辐射热传导到炉膛内的材料上。
两种加热方式各有优缺点，根据具体的工艺要求选择合适的加热方式。
在温度控制方面，箱式电阻炉设计需要考虑如何实现对温度的精准控制。
一般情况下，箱式电阻炉采用PID控制方式，即比例-积分-微分控制方式。
PID控制器可以根据温度的反馈信号自动调整加热功率和温度的设定值，从而实现对温度的精准控制。
此外，在箱式电阻炉设计中还需要考虑如何解决温度梯度的问题，以保证加热均匀性。
通常采用设置多个加热区域或者采用电磁感应加热的方式来解决温度梯度的问题。
最后，在设计箱式电阻炉时，安全性也是需要考虑的重要因素。
箱式电阻炉在加热过程中会产生高温，因此需要采取一系列的安全措施来防止事故的发生。
比如，在炉体外部设置保护层，以避免烤伤。
在电控系统中设置过温报警器和断电保护装置，以及温度超限自动切断电源，以确保炉体温度在安全范围内。
热处理炉设计一、 设计任务设计一箱式电阻炉，计算和确定主要项目，并绘出草图。
基本技术条件：（1）用途：低合金钢等的回火；（2）工件：中小型零件，小批量多品种，最长0.8m ；（3）最高工作温度为550℃；（4）炉外壁温度小于60℃；（5）生产率：120kg/h 。
设计计算的主要项目：（1） 确定炉膛尺寸；（2） 选择炉衬材料及厚度，确定炉体外形尺寸；（3） 计算炉子功率，进行热平衡计算，并与经验计算法比较；（4） 计算炉子主要经济技术指标（热效率，空载功率，空炉升温时间）；（5） 选择和计算电热元件，确定其布置方法；（6） 写出技术规范。
二、 炉型选择根据设计任务给出的生产特点，选用低温（≦550℃）箱式热处理电阻炉，炉膛不通保护气氛，为空气介质。
三、 确定炉膛尺寸1. 理论确定炉膛尺寸（1） 确定炉底总面积炉底总面积的确定方法有两种：实际排料法和加热能力指标法。
本设计用加热能力指标法来确定炉底面积。
已知炉子生产率h kg P 120=，按教材表5-1选择适用于回火的一般箱式炉，其单位炉底面积生产率)(00120h m kg p ⋅=。
因此，炉子的炉底有效面积（可以摆放工件的面积）1F 可按下式计算：201 1.2100120m p P F === 通常炉底有效面积和炉底总面积之比值在0.75～0.85之间选择。
本设计取值0.85，则炉底总面积F 为： 21 1.41285.01.285.0m F F ≈== （2） 确定炉膛的长度和宽度 炉底长度和宽度之比BL 在3/2～2之间选择。
考虑到炉子使用时装、出料的方便，本设计取2=BL ，则炉子炉底长度和宽度分别为:m L B m F L 840.021.6802680.15.01.4125.0======（3） 确定炉膛高度 炉膛高度和宽度之比BH 在0.5～0.9之间选择，大炉子取小值，小炉子取大值。
本设计取中值0.7，则炉膛高度为：m B H 588.0840.07.07.0=⨯==2. 实际确定炉膛尺寸为方便砌筑炉子，需根据标准砖尺寸（230×113×65mm ），并考虑砌缝宽度（砌砖时两块砖之间的宽度，2mm ）、上、下砖体应互相错开以及在炉底方便布置电热元件等要求，进一步确定炉膛尺寸。
热处理炉课程设计炉型：中温箱式电阻炉学院：专业班级：材料工程学号：学生姓名：指导教师：日期：中温箱式电阻炉设计任务书编号：03材料冶金学院专业年级班级：材料工程学号：姓名：一、基本条件1. 炉型：中温箱式电阻炉2.用途：中碳钢、低合金钢的中小型毛坯工件的正火、淬火及调质，无定型产品，多品种小批量。
3.最高工作温度：950℃4.炉壁外壳温度≤70℃5. 生产率：80kg/h6．空炉升温时间：≤2.5小时7.生产特点：周期式成批装料，长时间连续生产8.电源：三相二、设计要求1.设计内容1) 砌体部分2）炉门及启闭机构电热元件及外部接线炉壳构架部分2.标定主要技术数据（1）额定功率（2）额定电压（3）额定温度（4）电源相数（5）电热元件接法（6）炉膛有效尺寸（7）炉膛尺寸（8）空炉升温时间（9）外形尺寸3.提交资料（1）纸质和电子版本的《设计计算说明书》，规格：A4（2）纸质和电子版本的炉子总图(AotuCAD绘制)，幅面：A1指导教师：前言随着基础工业的不断现代化，即传统的制造技术与计算机技术、信息技术、自动化技术、新材料技术、现代管理技术的紧密结合，市场竞争更趋于白热化，商家们的眼光不仅盯在如何提高产品质量，而且在如何提高效率、效益、保护环境、适应用户需要方面提出了更高的要求。
对热处理行业来说，“优质、高效、低耗、清洁、灵活”是现代热处理技术的标志，着10个字应该成为热处理工作者不断追求的总目标。
要实现热处理技术的现代化，需要靠热处理设备的现代化来保证。
现代热处理设备包括：大型连续热处理生产线、密封箱式多用炉生产线、真空热处理设备、无人化感应加热设备等。
热处理电阻炉的设计是一项综合性的技术工作，除需炉子知识外，还包括热处理工艺、机械设计、电工及温度控制等有关内容，必须密切结合生产实际综合运用有关知识。
一般设计炉子的顺序遵循：1．炉子的生产任务；2．作业制度（一班制、两班制或连续生产）；3．加热工件的材料、形状、尺寸、重量；4．工件热处理工艺规程和质量要求；5．电源及车间的厂房条件；6．炉子建造维修能力和投资金额等当然热处理炉的课程设计所包含的内容有所不同，但是一些技术上的要求必须要在设计过程中通过运用所学的知识设计达标。
一、炉型的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，同时工件没有特殊规定也不是长轴类，则选择箱式炉，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，选择周期式中温箱式电阻炉。
二、炉膛尺寸的确定1、用炉底强度指标法计算炉底有效面积：查表得炉底强度h G =100Kg/（m 2·h ）F 效=h gG 件=60100=0.6（m 2） 炉膛有效尺寸：L 效=效）（F 5.1~2L 效（m ）=960mm炉膛有效宽度：B 效=效（F 2/3)~2/1B 效选择 1000mm ×600mm ×45mm/12mm 的炉底板，取B 效=0.6m2、 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=067.0108.03-⨯⨯砌B =10.1 选择10层∴炉膛高度H 砌=10×67+42+39=0.751(m)三、炉体结构设计与材料选择（一）、选择炉衬材料部分炉体包括炉壁、炉底、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）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。
（二）、炉体结构设计和尺寸本炉设计为两层炉壁内层选用RNG-0.6型轻质粘土砖，其厚度S 1=115mm ；外层选用硅酸铝耐火纤维，体积密度λ2=105Kg/m 3厚度S 2待计算；RNG-0.6型轻质粘土砖：ρ1=600【Kg/ m 3】λ1=0.165+0.194×10-3t 均【w/(m ·℃)】C 1=0.836+0.263×10-3t 均【KJ/（Kg ·℃）】耐火纤维当t 3=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： ()[]115.08.486950165.095010194.05.010194.02165.0165.010194.01t 233232⨯-⨯+⨯⨯⨯⨯⨯++-⨯=---=782（℃）代入数据解得：纤维层厚度：()107.0607828.4861S 2⨯-⨯==228（mm ） 取S 2=230mm（三）、炉顶的设计炉膛宽度为850mm ，采用拱顶，拱角60°的标准拱顶，拱顶式炉子最容易损坏的部位，受热时耐火砖发生膨胀，造成砌筑拱顶时，为了减少拱顶向两侧的压力，应采用轻质的楔形砖与标准直角砖混合砌筑。
箱式电阻炉及温控系统结构设计1.炉体结构设计：箱式电阻炉的炉体一般由钢板焊接而成，具有良好的耐高温性能和结构强度。
炉体需要具备良好的隔热性能，以减少能量损失。
为此，可以在炉体内外分别设置隔热材料层，如石棉、硅酸铝纤维、陶瓷纤维等，同时在隔热材料层外再设置一层不锈钢金属材料，以增加炉体的稳定性。
2.加热元件设计：箱式电阻炉的加热元件主要有电阻丝和加热管两种形式。
电阻丝是通过通电使其发热来加热炉体，常用的电阻丝材料有镍铬合金、铬铝合金等。
加热管是通过通过加热管内的导热介质来实现加热，加热管一般为不锈钢管内填充密度较高的酸钠玻璃丝，加热管具有更高的加热效率和更均匀的温度分布。
3.温控系统设计：温控系统是箱式电阻炉的重要组成部分，其主要功能是实时监测和控制炉内温度。
温控系统一般由控制器、温度传感器、继电器等组成。
控制器负责接收温度传感器的信号，并通过继电器控制加热元件的通断，以达到设定温度的目的。
在温控系统设计中，需要考虑控制精度、稳定性和可靠性等因素。
在箱式电阻炉及温控系统的结构设计过程中，需要注意以下几点：1.炉体结构紧凑合理，并具备良好的隔热性能；2.加热元件设计要考虑加热效率、温度均匀性等因素；3.温控系统的设计要考虑控制精度、稳定性和可靠性；4.安全性是设计中重要的考虑因素，需要考虑炉体的绝缘性能、过温保护等措施；5.设备维护方便，易于清洁和更换损坏的零部件。
总之，箱式电阻炉及温控系统的结构设计需要综合考虑炉体结构、加热元件和温控系统三个方面，以实现高效、稳定的加热和温度控制效果。
同时，设计中还要注意安全性和维护性，以确保设备的正常运行和使用寿命。
中温箱式电阻炉设计1.箱体结构设计中温箱式电阻炉的箱体一般由耐高温材料制成，如不锈钢或钢板，具有良好的隔热性能。
为了方便操作和维护，炉门宜设计成可开启的结构。
箱体的尺寸需要根据加热件的尺寸确定，同时要考虑箱体内的空间利用率和加热均匀性。
2.加热元件设计为了实现中温范围内的温度控制，可以采用电阻丝作为加热元件。
电阻丝通常采用高温耐热性好的材料，如镍铬合金电热丝。
电热丝可以布置在箱体的四壁和底部，以保证加热的均匀性。
根据设计需求，可以设置多个加热区域，每个区域的电热丝可以独立控制。
3.温度控制系统设计温度控制系统是中温箱式电阻炉的关键部分。
常用的温度控制器主要有PID控制器和智能温控仪。
对于中温热处理，一般采用PID控制器来实现温度的精确控制。
PID控制器通常有设定温度、反馈信号和输出控制信号三个主要部分。
根据炉内温度的变化，PID控制器可以自动调节电阻丝的电流，以维持设定温度。
温度探头的选择是影响控制系统准确性的另一个关键因素。
可以选择热电偶或热电阻作为温度传感器，并安装在炉腔内，以实时反馈当前温度给PID控制器。
4.其他参数设置在设计中温箱式电阻炉时，还需要考虑一些其他参数的设置，以确保设备的正常运行和安全性。
例如，功率参数的选择决定了炉内的加热速度和工作效率；安全装置的设置可以包括过温报警器和保险丝等，以防止温度过高引发火灾或其他事故。
总结起来，中温箱式电阻炉的设计需要考虑箱体结构、加热元件、温度控制系统等多个方面的因素。
通过合理选择材料、设计尺寸、加热方式和温度控制方式等参数，可以实现中温范围内的温度控制和热处理需求。
箱式电阻炉技术参数及安全技术操作规程箱式电阻炉是原普通箱式电炉的升级换代产品，无需安装，开箱即可使用，免除了普通箱式电炉使用前繁琐的配置过程，极大地方便了操作人员，经济实用。
箱式电阻炉技术参数有：
宏达箱式电阻炉的安全技术操作规程：
1.使用时切勿超过电阻炉的最高温度。
2.装取试样时一定要切断电源，以防触电。
3.装取试样时炉门开启时间应尽量短，以延长电炉使用寿命。
4.禁止向炉膛内灌注任何液体。
5.不得将沾有水和油的试样放入炉膛；不得用沾有水和油的夹子装取试样。
6.装取试样时要戴专用手套，以防烫伤。
7.试样应放在炉膛中间，整齐放好，切勿乱放。
8.不得随便触摸电炉及周围的试样。
9.使用完毕后应切断电源、水源。
10.未经管理人员许可，不得操作电阻炉，严格按照设备的操作规程进行操作。
注：
▲在炉膛内取放样品时，应先关断电源，并轻拿轻放，以保证安全和避免损坏炉膛。
▲为延长产品使用寿命和保证安全，在设备使用结束之后要及时从炉膛内取出样品，退出加热并关掉电源。
▲使用时炉膛温度不得超过最高炉温，也不要长时间工作在额定温度以上。
▲使用时炉门要轻开轻关，以防损坏机件。
箱式电阻炉的设计一、设计要求：1.加热效率高：箱式电阻炉使用电阻丝作为加热元件，电能会通过电阻丝发生热量的转化。
要提高加热效率，可以通过设计合理的加热元件布局来增大加热面积，增强传热效果。
2.均匀加热：为确保工件在电阻炉中能够得到均匀加热，应根据工件的尺寸及形状设计合适的加热元件布局。
同时，可在炉内配备风扇系统以提高空气循环，增强热量传递，使温度分布更加均匀。
3.温度控制精准：箱式电阻炉需要配备一套准确可靠的温度控制系统，可以使用PID控制器来实现温度的调控。
此外，还可设置多个温度探头来对不同位置进行实时监测，以确保整个炉腔温度的精确控制。
二、设计步骤：1.炉腔设计：根据工件的大小及数量确定炉腔的尺寸。
为了便于加热元件的安装和维护，炉腔应设计为可拆卸式，并合理考虑工件的进出口位置。
2.电阻丝布局：根据工件的形状及数量，设计合适的电阻丝布局。
可以将电阻丝分为多个相互独立的加热区域，每个区域的电阻丝布局应尽可能均匀且紧密，以实现加热效果的均匀性。
3.加热源设计：电阻炉的加热源主要是电阻丝。
要选择合适的电阻丝材料和规格，以及布局和连接方式。
电阻丝的连接点需要考虑其安全性和易于维护。
4.温度控制系统设计：设计合理的温度控制系统，可以选择PID控制器、温度传感器和放大器等元器件，根据工件的加热要求进行精确控制。
5.绝热材料选择：电阻炉为了减少热量损失，应选用具有良好绝热性能的材料。
常用的绝热材料有陶瓷纤维、耐高温板材等。
绝热材料的选择要考虑其耐高温性能、绝热效果以及工艺要求。
6.风扇系统设计：根据需要，可以设计风扇系统或风冷系统，以提高炉腔内空气的循环，增强热量传递，实现均匀加热。
7.安全性设计：设计时要考虑到设备的安全性，保证炉体结构牢固，防止温度逃逸或泄漏引发安全事故。
同时，在设备设计中应设置过温、漏电等保护装置，确保操作人员的安全。
8.操作人性化设计：对于箱式电阻炉的操作人员来说，易于操作和维护是一项重要的考虑因素。
【最新整理，下载后即可编辑】一、设计任务书题目：设计一台中温箱式热处理电阻炉；生产能力：160 kg/h ；生产要求：无定型产品，小批量多品种，周期式成批装料，长时间连续生产；要求：完整的设计计算书一份和炉子总图一张。
二、炉型的选择根据生产特点，拟选用中温箱式热处理电阻炉，最高使用温度650℃，不通保护气氛。
三、确定炉体结构及尺寸1.炉底面积的确定因无定型产品，故不能用实际排料法确定炉底面积，只能用加热能力指标法。
已知生产率p 为160 kg/h ，按照教材表5-1选择箱式炉用于退火和回火时的单位面积生产率p 0为100 kg/(m 2﹒h)，故可求得炉底有效面积：F 1=P P 0=160100=1.6m 2 由于有效面积与炉底总面积存在关系式F 1F ⁄=0.60~0.85，取系数上限，得炉底实际面积：F =F 10.85=1.60.85=1.88m 2 2.炉底长度和宽度的确定由于热处理箱式电阻炉设计时应考虑出料方便，取L B ⁄=2，因此，可求得：L =√F 0.5⁄=√1.880.5⁄=1.94mB =L 2⁄=1.942⁄=0.97 m根据标准砖尺寸，为便于砌砖，取L =1.970 m，B =0.978 m，如总图所示。
3.炉膛高度的确定按照统计资料，炉膛高度H与宽度B之比H B ⁄通常在0.5~0.9之间，根据炉子工作条件，取H B ⁄=0.654m。
因此，确定炉膛尺寸如下：长L=(230+2)×8+(230×12+2)=1970m宽B=(120+2)×4+(65+2)×2+(40+2)×3+ (113+2)×2=978mm高H=(65+2)×9+37=640mm为避免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，确定工作室有效尺寸为：L效=1700mmB效=700mmH效=500mm4.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113mm QN−0.8轻质粘土砖，+80mm密度为250kg m3⁄的普通硅酸铝纤维毡，+113mm B级硅藻土砖。
热处理课程设计---950℃中温井式电阻炉的设计摘要本次课程设计《热处理设备课程设计》是热处理设备实践教学环节的重要组成部分，其目的是通过课程设计加深对本课程基础知识的理解，提高综合运用知识的能力；掌握本课程的主要内容、工程设计或撰写论文的步骤和方法；提高制图能力，学会应用有关设计资料进行设计计算和理论分析的方法，以提高独立分析问题、解决问题的能力。
本设计是950℃中温井式电阻炉的设计，实际生产率为90kg/h。
首先选择15CrMo 阀座的热处理工艺，选择其中的正火和低温回火，分析其工艺特点，画出工艺曲线，然后通过合理的选择炉体材料和估算炉衬厚度，校核炉衬厚度以及表面温度来确定炉体结构，应用热平衡计算法确定炉子的加热功率，分析蓄热散热，估算空炉升温时间等，最后根据炉子的技术参数合理的选择电热元件，并分析其接线方式和布置方法，完成整个炉子的设计。
关键词：中温井式电阻炉，热处理，热流密度，散热损失目录1.15CrMo阀座的热处理工艺设计 (03)2.炉型的选择 (04)3.确定炉体结构和尺寸 (04)4.炉衬材料的确定和厚度估算 (05)5.炉衬厚度的校核 (06)6.砌体平均表面积计算 (08)7.计算炉子功率 (09)8.炉子热效率计算 (13)9.炉子空载功率计算 (13)10.空炉升温时间计算 (13)11.功率的分配与接线 (16)12.电热元件材料选择及计算 (16)13.炉子技术指标 (19)14.编制使用说明书 (19)15.参考文献 (19)16.致谢 (20)1 15CrMo阀座的热处理工艺设计多品种，小批量，工件最长2.1m，周期式长时间生产。
热处理最高工作温度为950℃。
炉外壁温度小于60℃。
1.1 15CrMo阀座加工制造工艺流程正火→机械加工→渗碳→淬火→回火→检验→成品15CrMo 正火920±10℃0.5h 空冷渗碳930±10℃6~8h 空冷淬火840±10℃1h 油冷回火180±10℃ 1.5h 空冷1.2 正火和回火的热处理参数1.3 热处理工艺曲线1.4 常见热处理缺陷① 过烧：由于加热温度过高，出现晶界氧化，甚至晶界局部熔化，造成工件报废。
中温箱式电阻炉设计一、中温箱式电阻炉的设计要求1.温度控制精度高，能够稳定地控制在所设定的中温范围内；2.炉内空气流动均匀，确保加热温度的匀性；3.适应不同尺寸的加热物体，在炉膛内有足够的容量；4.安全可靠，能够防止高温下的温度波动和过热问题；5.外壳采用绝缘功能，避免人员触电；6.设备结构紧凑，体积小，易于使用和维修。
二、中温箱式电阻炉的结构设计1.炉箱：炉箱通常采用不锈钢制作，具有较好的耐高温性能和防腐蚀性能。
炉箱内部应采用平整的设计，以确保炉内空气的流动均匀，并能够容纳加热物体。
2.加热元件：中温箱式电阻炉通常使用电阻丝作为加热元件。
电阻丝应选用耐高温、导电性能好的材料，如镍铬合金电阻丝。
电阻丝应以螺旋形或线圈形式布置在炉箱内，以实现均匀加热。
3.温度控制系统：温度控制系统应采用先进的温度控制仪，如PID控制器。
控制仪能够实时检测炉内温度，并通过调节加热功率来实现温度精确控制。
同时，应在炉箱内安装温度传感器，以反馈实际温度并实现控制闭环。
4.安全保护系统：中温箱式电阻炉应具备过热保护功能，当炉内温度超过设定值时，能够自动断开电源或启动冷却装置。
此外，炉箱应具备良好的隔热性能，避免外壳温度过高。
5.外观设计：外壳应具备绝缘性能，避免人员触电。
同时，外壳也应具备耐高温、耐腐蚀、易清洗等特性。
外壳的设计应紧凑，体积小，易于使用和维修。
三、中温箱式电阻炉的工作原理中温箱式电阻炉工作时，先将加热元件通电加热，使炉腔内的空气温度升高。
温度控制系统实时检测炉内温度，并通过调节加热元件功率来控制温度。
当炉内温度达到设定值时，控制系统会自动调整加热功率以保持温度稳定。
同时，安全保护系统也会监测炉内温度，当温度超过设定值时，会断开电源或启动冷却装置，以防止温度过高。
四、总结中温箱式电阻炉的设计要求包括温度控制精度高、炉内空气流动均匀、适应不同尺寸的加热物体、安全可靠等。
设计中需要考虑炉箱材料的耐温性能和防腐蚀性能，加热元件的布置方式和材料选择，温度控制系统的温度传感器和控制仪的选用，以及安全保护系统的设计。
箱式电阻炉设计首先，外形结构设计是箱式电阻炉设计的重要环节。
箱式电阻炉通常由箱体、保温层、加热元件和控制面板等组成。
箱体一般采用钢板焊接成型，以保证炉腔的密封性。
保温层采用高温保温材料，如陶瓷纤维棉或高铝石棉板，以减少能量损耗和热传导。
加热元件一般采用电阻丝或电加热器，根据需求选择合适的功率和数量。
控制面板安装在箱体外侧，用于控制炉温和其他参数。
其次，加热系统设计是箱式电阻炉设计的关键。
加热系统一般由电源供应单元、电阻丝或电加热器、接线盒和温度控制器等组成。
电源供应单元通过电源电缆将电能输入到电阻丝或电加热器中，产生高温加热。
接线盒将电源供应单元和加热元件连接起来，同时起到保护线缆作用。
温度控制器通过温度传感器感知炉腔内温度，并根据设定值调节电源供应单元输出功率，以实现精确控温功能。
同时，加热系统还应考虑通风系统，以确保炉内的温度均匀分布和热量传递。
最后，控制系统设计是箱式电阻炉设计的关键环节。
控制系统应具备可靠性、精准性和安全性。
一般情况下，控制系统包含温度控制器、报警系统、时间控制器和运行状态显示器等。
温度控制器可根据设定的温度自动调节炉内的功率输出，以实现精确控温。
报警系统能够在温度异常或其他故障发生时发出警报以及停止加热，保障设备和操作人员的安全。
时间控制器能够设定加热时间和持续时间，以满足不同工艺的需求。
运行状态显示器能够实时显示炉内温度、加热功率和工作状态等参数，方便操作和监控。
综上所述，箱式电阻炉的设计涉及到外形结构设计、加热系统设计和控制系统设计等方面。
合理的设计能够提高设备的效率和安全性，满足各种工业加热处理需求。
北华航天工业学院《热处理设备课程设计》课程设计报告报告题目：950℃115kg/h的箱式电阻炉设计作者所在系部：材料工程系作者所在专业：金属材料工程作者所在班级：B10821作者姓名：作者学号：20104082204指导教师姓名：陈志勇、范涛完成时间：2013年月日《热处理设备》课程设计任务书内容摘要本次课程设计的设计对象是RX3系列950℃ 115Kg/h箱式电阻炉，以“优质、高效、低耗、清洁、灵活”为设计指导方针。
首先，根据箱式炉的生产率为80Kg确定炉子的炉膛尺寸为1277×698×537。
进而对炉体砌体结构、总体尺寸、各部件结构及尺寸的设计。
根据经验公式及热平衡对炉子的功率进行设计，最终功率定为30KW。
最后通过图表和理论计算将电热元件分布于炉侧壁和炉底。
完成了课程设计报告书的编写、电阻炉的总体装配图、电热元件图、炉门结构图以及砌体结构图的绘制。
关键词：热处理箱式电阻炉结构设计功率计算目录一、前言 (4)1.1本设计的目的 (4)1.2本设计的技术要求 (4)二设计说明 (5)2.1确定炉体结构和尺寸 (5)2.1.1 炉底面积的确定 (5)2.1.2 确定炉膛尺寸 (5)2.1.3 炉衬材料及厚度的确定 (5)2.2砌体平均表面积计算 (6)2.2.1 炉顶平均面积 (6)2.2.2 炉墙平均面积 (6)2.2.3 炉底平均面积 (6)2.3根据热平衡计算炉子功率 (7)2.3.1 加热工件所需的热量Q件 (7)2.3.2 通过炉衬的散热损失Q散 (7)2.3.3 开启炉门的辐射热损失 (9)2.3.4 开启炉门溢气热损失 (9)2.3.5 其它热损失 (10)2.3.6 热量总支出 (10)2.3.7 炉子安装功率 (10)2.4炉子热效率计算 (10)2.4.1 正常工作时的效率 (10)2.4.2 在保温阶段，关闭时的效率 (10)2.5炉子空载功率计算 (10)2.6空炉升温时间计算 (10)2.6.1 炉墙及炉顶蓄热 (11)2.6.2 炉底蓄热计算 (12)2.6.3 炉底板蓄热 (12)2.7功率的分配与接线 (13)2.8电热元件材料选择及计算 (13)2.8.1 图表法 (13)2.8.2 理论计算法 (13)2.9炉子技术指标（标牌） (15)前言本设计的目的设计650℃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：950℃；（4）.生产率：115kg/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=115，箱式炉用于正火和淬火时的单位面积生产率P0为115kg/(m2·h)。
故可求的炉底的有效面积F1=P/P0=1 m2由于有效面积与炉底总面积存在关系式F1/F=0.78～0.85，取系数上限，得炉底实际面积F=F1/0.85=0.88 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=5.0/F=1.327 mB=L/2=0.663 m根据标准砖尺寸，为便于砌砖，取L=1. 227m B=0. 698m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=0.8左右。
则H=0.530 m可以确定炉膛尺寸如下L=(230+2)×5+(230×0.5+2)=1277mmB=(120+2)×4+(40+2)×5=698mmH=(65+2)×8+37=573mm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=1000mm B效=500 mm H效=400 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/m 3的普通硅酸铝纤维毡＋65mmA 级硅藻土砖。
炉底隔砖采用重质粘土砖，电热元件搁砖选用重质高铝砖。
炉底板材料选用Cr －Mn －N 耐热钢，根据炉底实际尺寸给出，分三块或四块，厚20mm 。
砌体平均表面积计算L 外＝L+2×(115+50+115)=1837mm B 外＝B+2×(115+50+115)=1258mm H 外＝H+f+(115+80+115)+67×4+50+182 =573+94+310+268+50+182 =1477mm式中：f ＝——拱顶高度，此炉子采用60°标准拱顶，取拱弧半径R ＝B ，则f 可由f ＝R（1－cos30°）求得。
炉顶平均面积F 顶内＝6π2R ×L ＝6698.014.32⨯⨯×1.277 =0.933 m 2F 顶外＝B 外×L 外＝1.258×1.837=2.311 m 2F 顶均＝顶外顶内F ·F ＝1.468m 2炉墙平均面积炉墙面积包括侧墙及前后墙，为简化计算将炉门包括在前墙内。
F 墙内＝2LH ＋2BH ＝2H （L ＋B ）＝2×0.573×(1.277+0.698)=2.26m 2 F 墙外＝2H 外(L 外＋B 外)＝2×1.477×(1.837+1.258)=9.14m 2 F 墙均＝墙外墙内F ·F ＝4.54m 2炉底平均面积F 底内＝B×L ＝0.698×1.277＝0.891m 2 F 底外＝B 外×L 外＝1.258×1.837=2.311m 2 F 底均＝底外底内F ·F ＝1.435m 2根据经验公式法计算炉子功率F 壁=2×(L×H)+(L×B)+2(B×H)+2×3.14×B×1/6×L=3.96m 2由经验公式可知：P 安=C τ-0.5升F 0.9(t/1000)1.55取式中系数C=30〔(kM·h 0.5)/(m 1.8·℃1.55)〕,空炉生温时间假定为τ升=4h ，炉温t=650℃。
所以 30×4-0.5×3.960.9×（650/1000）1.55= P 安解得，P=26.4kW 暂取P 安=30kW根据热平衡计算炉子功率加热工件所需的热量Q 件查表得，工件在650℃及20℃时比热容分别为c件2＝1.051kJ/(kg·℃)，c 件1＝0.486kJ/(kg·℃)Q 件＝p(c 件2t 1－c 件1t 0)＝80×(1.051×650－0.486×20)＝53874.4kJ/h通过炉衬的散热损失Q 散由于炉子侧壁和前后墙炉衬结构相似，故作统一数据处理，为简化计算，将炉门 包括在前墙内。
根据式 Q散＝∑1=+λni ii i 1n 1F s t -t 对于炉墙散热，首先假定界面上的温度及炉壳温度，t’2墙＝540℃，t’3墙＝320℃，t’4墙＝60℃则耐火层s 1的平均温度t s1均＝2540650+＝595℃，硅酸铝纤维层s 2的平均温度t s2均＝2320540+＝430℃，硅藻土砖层s 3的平均温度t s3均＝260320+＝190℃，s 1、s 3层炉衬的热导率由附表3得λ1＝0.290+0.256×10-3t s1均＝0.442W/(m·℃) λ3＝0.131+0.23×10-3t s3均＝0.175W/(m·℃)普通硅酸铝纤维的热导率由附表4查得，在与给定温度相差较小范围内近似认为其热导率与温度成线性关系，由t s2均＝430℃，得 λ2＝0.099W/(m·℃)当炉壳温度为60℃，室温为20℃时，由附表2近似计算得αΣ＝12.17 W/(m·℃) (1)求热流q 墙＝3121231g a t t s s s a λλλ∑-+++ ＝17.121175.0115.0099.0050.0442.0115.020650+++-＝417.5W/ m 2 (2)验算交界面上的温度t 2墙，t 3墙t 2墙=t 1－q 墙11λs ＝541.5℃ Δ＝'t 't t 22墙墙墙－2＝541.5540541.5-＝0.27%Δ<5%，满足设计要求，不需重算。
t 3墙=t 2墙－q 墙22λs ＝328.58℃ Δ＝'t 't t 33墙墙墙－3＝58.32832058.328-＝2.61% Δ<5%，满足设计要求，不需重算。
(3)验算炉壳温度t 4墙t 4墙=t 3墙－q 墙33λs ＝54.25℃<70℃ 满足一般热处理电阻炉表面升温<50℃的要求。
(4)计算炉墙散热损失Q 墙散＝q 墙·F 墙均＝417.5×4.54＝1895.45W 同理可以求得t 2顶=586.9℃, t 3顶=376.45℃, t 4顶=36.34℃, q 顶＝257.6 W/ m 2 t 2底=504.6℃, t 3底=357.9℃, t 4底=49.5℃, q 底＝309.4 W/ m 2炉顶通过炉衬散热Q 顶散＝q 顶·F 顶均＝378.16 W 炉底通过炉衬散热Q 底散＝q 底·F 底均＝443.9W整个炉体散热损失Q 散＝Q 墙散＋Q 顶散＋Q 底散 ＝2717.51 W 开启炉门的辐射热损失设装出料所需时间为每小时6分钟Q 辐＝3.6×5.675Fφδt[（100Tg ）4－（100Ta ）4] 因为Tg ＝650＋273＝923K ，Ta ＝20＋273＝293K ，由于正常工作时，炉门开启高度为炉膛高度的一半，故炉门开启面积F ＝B×2H ＝0.698×2573.0＝0.199 m 2炉门开启率δt ＝606＝0.1由于炉门开启后，辐射口为矩形，且2H与B 之比为0.41，炉门开启高度与炉墙厚度之比为28.0286.0＝1.02，由图1－14第1条线查得φ＝0.7，故 Q 辐＝3.6×5.675Fφδt[（100Tg ）4－（100Ta ）4]＝3.6×5.675×0.199×0. 7×0.1×[（100923）4－（100293）4]＝2044.5kJ/h开启炉门溢气热损失溢气热损失由下式得Q溢＝qv a ρa c a (t’g －t a ) δt其中，qv a ＝1997B·2H ·2H＝1997×0.698×0.286×286.0=206.4 m 3/h冷空气密度ρa ＝1.29kg/ m 3,由附表10得c a ＝1.302kJ/( m 3·℃),t a=20℃, t’g 为溢气温度，近似认为t’g ＝t a ＋32(t g -t a ) ＝20＋32(650-20)=440℃Q 溢＝qv a ρa c a (t’g －t a ) δt ＝206.4×1.29×1.302×(440－20)×0.1＝14537.5 kJ/h其它热损失其它热损失约为上述热损失之和的10%～20%，故 Q 它＝0.12(Q 件+Q 散+Q 辐+Q 溢)=8780.8kJ/h 热量总支出其中Q 辅＝0，Q 控＝0，由下式得 Q 总＝Q 件+Q 辅+Q 控+Q 散+Q 辐+Q 溢+ Q 它 =81954.7kJ/h 炉子安装功率P 安＝3600总KQ 其中K 为功率储备系数，本炉设计中K 取1.2，则P 安＝36007.819542.1⨯＝27.2kW与标准炉子相比较，取炉子功率为30kW 。
