热处理电阻炉-电阻炉的设计

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热处理炉(箱式电阻炉)设计

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。

热处理电阻炉设计

热处理电阻炉设计一、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：碳钢、低合金等的淬火、调质以及退火、正火；（2）工作：中小型零件，小批量多品种，最长0.8m；（3）最高工作温度为950℃；（4）炉外壁温度小于60℃.（5）生产率：105Kg/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）用热平衡法计算炉子功率；（4）选择和计算电热元件，确定其布置方法；（5）写出技术规范。

二、炉型选择根据设计任务给出的生产的特点，选用中温（650~1000℃）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。

已知炉子生产效率P=105Kg/h 。

按教材表5-1选择适用于淬火、正火的一般箱式炉，其单位炉底面积生产率P 0=100~120Kg/（m 2·h ）。

因此，炉子的炉底有效面积（即可以摆放工件的实际面积）F 1可按下式计算：2011105105m 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。

炉子小取值小值；炉子大取值大值。

本设计取中值0.8，则炉底总面积F 为：2125.18.018.0m F F ===（2）确定炉膛的长度和宽度炉底长度和宽度之比B L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 F L 581.15.025.15.0===m L B 791.02581.12===（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 554.0791.07.07.0=⨯==2.确定实际炉膛尺寸为方便砌筑炉子，需要根据标准砖尺寸（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面布置电热元件等要求，进一步确定炉膛尺寸。

箱式热处理电阻炉设计

辽宁工业大学热工过程与设备课程设计（说明书）题目：箱式热处理电阻炉设计院（系）：专业班级：材料工程及其自动化131学号：姓名：指导教师：起止时间：2014-12-15~2014-12-28课程设计任务及评语目录目录................................................................................................................................................ I1 炉型的选择 (1)2 炉体结构及尺寸 (1)2.1 炉底面积的确定 (1)2.2 炉膛尺寸的确定 (1)2.3 炉衬材料及厚度的确定 (2)3 砌体平均表面积计算 (3)4. 炉子功率 (6)5 炉子热效率计算 (9)6 炉子空载功率计算 (9)7 空炉升温时间计算 (9)8 功率的分配与接线 (11)9 电热元件材料选择及计算 (12)10 电热体元件图 (14)11 电阻炉装配图 (15)12 电阻炉技术指标 (16)参考文献 (17)设计任务：为某厂设计一台井式热处理电阻炉，其技术条件为：(1) 用途：碳钢、合金钢毛坯或零件的正火、淬火，处理对象为中、小型零件、非长杆类零件，无定型产品，小批量，多品种。

(2) 生产率：220 kg / h 。

(3) 额定工作温度：1200 ℃。

(4) 生产特点：周期式成批装料，长时间连续生产。

1 炉型的选择根据给定的技术要求选取高温箱式炉，箱式炉结构简单，操作方便，容易准确控制温度，炉膛温度分布均匀，便于使用控制气氛，容易实现机械化自动化操作。

箱式炉生产能力较低，适用于小规模生产。

高温箱式炉，炉衬厚度大，可以减少热损失。

满足设计要求。

2 炉体结构及尺寸炉体结构尺寸根据工件的形状，尺寸，装炉量以及炉子生产率来决定。

同时考虑到炉子的传热特点、检修和装出料方便。

热处理箱式电阻炉课程设计

(2) 炉子损失热量 ①通过炉衬散热损失 Q 散假设炉外壁温度为 50℃ 查表得侧墙综合换热系数炉顶综合换热系数

侧顶
=11.5 W/㎡·℃ =13.1 W/㎡·℃
炉底综合换热系数

底
=9.4 W/㎡·℃
a. 侧墙耐火层为轻质粘土砖，热导率：0.29+0.256 10 t,厚度：113mm
3
t ，最高使用温度为 900℃
（2）炉墙：耐火层：QN—1.0 轻质耐火粘土砖，规格为 230×113×65mm，热导率为
1 0 . 29 0 . 256 10
3
《热处理设备课程设计指导书》附表 2
t ，厚度 1 113 mm
保温层：B 级硅藻土砖，规格为 230×113×65mm，热导率为
2 3
3
1 . 8 10 kJ
5
3
Q 底 8 . 2 10 kJ
4
1 6
×（1.4＋0.113×2＋0.23×2）＝0.26 ㎡
1 6
V2＝[π （1＋0.113＋0.23）－π （1＋0.113） ] × ＝0.62 ㎡
2
2
×（1.4＋0.113×2＋0.23×2）蓄热量 Q 蓄＝ 5 . 8 10 kJ
m 0 . 3 [( 0 . 035 2 ) (
2
0 . 02 2
) ] 7 . 8 10
2
3
1 . 5 kg
因 Q 辅＝G 辅 C（t 终－t0）
（故 Q 辅 1 40 1 . 5 0 . 649 850 - 20 ） 3 . 23 10 kJ
4
② 垫铁：高 300mm，外径 50mm，内径 40mm 每个垫铁的质量

箱式热处理电阻炉设计方案

p–炉子生产率，330kg/ h；
h–炉底强度，115kg/（m·h）。
因为有效面积与炉底实际面积存在关系式K=F1/F= 0.85，得炉底实际面积
F = F1/0.85= 2.87/ 0.85=3.38m2
2.2
对于箱式热处理电阻炉，炉底长度与宽度之比约为3:2，所以由炉底长度公式
L=
可知L= =2.25m
2.炉底
炉底在高温下承受工件的压力，装出料时常受到工件的冲击或磨损，因此，要求有较高的耐压强度，砌层厚度也要求比炉墙厚一些。一般电阻炉的炉底结构是在炉底钢板上用硅藻土砌成方格子做支撑，格子内再填充蛭石粉，上面在铺几层硅藻土或轻质砖，再往上为耐火砖。
3.炉顶
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，即一层：耐火纤维毡厚度200mm。炉宽小于3.5 – 4.0 m的电阻炉采用拱顶。本设计炉采用拱顶60°拱角。
材料科学与工程141
课程设
计题目
箱式热处理电阻炉的设计
生产率330kg / h，额定工作温度600℃，炉底强度115kg / m·h；
炉底强度系数0.85；纤维毡保温材料
课程设计（论文）要求与任务
(1)炉型的选择
(2)确定炉体结构与尺寸
(3)计算砌体平均表面积
(4)计算加热炉功率
(5)计算炉子热效率
2.1
根据炉底强度指标计算炉底面积。因为零件产品为无定型产品，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。根据已知的生产率p为280 kg / h，炉底强度h为110kg/m2·h，故可求得炉底有效面积
F1=p / h=330/ 115=2.87m2
式中F1–炉底有效面积，2.87m2；
（4）功率的分配；电热元件尺寸、布置，绘制电热元件示意图。1天

箱式电阻炉课程设计完整版

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；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，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p0为100 kg/(m2﹒h)，故可求得炉底有效面积：由于有效面积与炉底总面积存在关系式，取系数上限，得炉底实际面积：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，因此，可求得：根据标准砖尺寸，为便于砌砖，取，如总图所示。

3.炉膛高度的确定按照统计资料，炉膛高度与宽度之比通常在之间，根据炉子工作条件，取。

因此，确定炉膛尺寸如下：长宽高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：4.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，即轻质粘土砖，密度为的普通硅酸铝纤维毡，级硅藻土砖。

炉顶采用轻质粘土砖，密度为的普通硅酸铝纤维毡，膨胀珍珠岩。

炉底采用三层轻质粘土砖，密度为的普通硅酸铝纤维毡，级硅藻土砖和膨胀珍珠岩复合炉衬。

炉门用轻质粘土砖，密度为的普通硅酸铝纤维毡，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。

炉底板材料选用耐热钢，根据炉底实际尺寸给出，分三块或者四块，厚。

四、砌体平均表面积计算砌体外廓尺寸如下：试中——拱顶高度，此炉子采用60°标准拱顶，取拱弧半径，则f可由求得f=131.052。

1.炉顶平均面积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。

3.炉底平均面积五、计算炉子功率1.根据经验公式法计算炉子功率由教材式取式中系数K为保温系数，取值为11，炉温，炉膛面积所以由经验公式法计算得2.根据热平衡计算炉子功率（1）加热工件所需的热量由资料附表得，工件在及时比热容分别为，，根据式（2）通过炉衬的散热损失的热量I.炉墙的散热损失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。

第五章-热处理电阻炉的设计备课讲稿

5、良好的加工性
电热元件材料应便于加工成各种形状并具备良好的焊接性。
二、常用电热元件材料及特点
电热元件材料可分为金属材料和非金属材料两大类。
1．金属电热元件材料
金属电热元件材料包括合金和纯金属两种，合金材料中又分为铁铬铝系和镍铬系。
(1)铁铬铝系
优点：熔点比镍铬合金高，耐热性好；电阻率大，电阻温度系数小，功率稳定，，在含硫氧化性气氛中无影响，价格便宜（应用广泛）；
编制电炉使用说明书等随机技术文件。
§5－1 炉型的选择与炉膛尺寸的确定
一、炉型的选择
正确地选择炉型关键是：满足工艺及产量的要求；保证炉型在技术上是先进的；保证经济上是合理的。
1、工件的特点：形状、尺寸、质量和材质
例如：细长轴类工件，为防止变形宜用井式炉；大中型铸、锻毛坯件的退火、正火、回火等处理，则宜用台车炉；
6 ~10
400
P=(35~50)V 2/3
4 ~7
§5－3 功率的分配及电热元件的接线
自习，60
§5—4 常用电热元件材料及其选择
电热元件是热处理电阻炉的关键部件，电阻炉性能的好坏和使用寿命的长短与所选用的电热元件材料密切相关。
一、电热元件材料性能要求
1、良好的耐热性及高温强度
电热元件的工作温度一般比炉温高100－200℃，所用材料必须具有良好的耐热性和一定的高温强度，以保证电热元件在高温下不熔化，不氧化，不挥发和不发生明显的蠕变变形和坍塌。
优点：热膨胀系数小，电阻率大，易加工，耐急冷急热性好，价格低廉。
(3)硅钼系（MoSi2）优点：耐高温，不易老化，最高使用温度可达
第五章热处理电阻炉的设计
★热处理电阻炉的设计内容
(1)炉型的选择； (2)炉膛尺寸的确定； (3)炉体结构设计(包括炉衬、构架、炉门等)； (4)电阻炉功率的计算及功率分配； (5)电热元件材料的选择； (6)电热元件材料的设计计算； (7)炉用机械设备和电气、控温仪表的设计与选用； (8)技术经济指标的核算； (9)绘制炉子总图、砌体图、零部件图、安装图和

电阻炉计算例题

电阻炉设计计算举例一设计任务为某厂设计一台热处理电阻炉，其技术条件如下：（1）用途：中碳钢、低合金钢毛坯或零件的淬火、正火及调质处理，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：160kg/h ；（3）工作温度：最高使用温度≤950℃；（4）生产特点：周期式成批装料，长时间连续生产。

二炉型的选择根据设计任务给出的生产特点，拟选用箱式热处理电阻炉，不通保护气氛。

三确定炉体结构和尺寸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。

一直生率P 为160kg/h ，按表1选择箱式炉用于正火和淬火时的单位面积生产率P 0为120kg/(m2.h)。

表1故可求得炉底有效面积210160 1.33m 120P F P === 由于有效面积与炉底总面积存在关系式10.75~0.85F F=,取系数上限，得炉底实际面积21 1.331.57m 0.850.85F F === 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装出料方便，取L/B=2，因此，可求得1.772L m ===B=L/2=1.772/2=0.886m根据标准砖尺寸，为便于砌砖，取L=1.741m ，B=0.869m ，如图5-8所示。

3. 炉膛高度的确定按统计资料，炉膛高度H 与宽度B 之比H/B 通常在0.5~0.9之间，根据炉子工作条件，取H/B=0.7左右，根据标准砖尺寸，选定炉膛高度H=0.640m 。

因此，确定炉膛尺寸如下长 L=（230+2）×7+（230×1/2+2）=1741mm 宽 B=（120+2）×4+（65+2）+（40+2）×2+）（113+2）×2=869mm 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=1500mmB效=700mmH效=500mm.4. 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。

箱式电阻炉设计(修改版)

辽宁工业大学热工过程与设备课程设计（说明书）题目：热处理箱式电阻炉的设计（生产率110kg/h，温度≤600℃）院（系）：材料科学与工程学院专业班级：材料083学号：学生姓名：指导教师：起止时间：2011-12-26~2012-1-8课程设计任务及评语目录一、炉型的选择 (1)二、确定炉体结构和尺寸 (1)三、砌体平均表面积计算 (2)四、计算炉子功率 (2)五、炉子热效率计算 (5)六、炉子空载功率计算 (5)七、空炉升温时间计算 (5)八、功率的分配与接线 (6)九、电热元件材料选择及计算 (6)十、电热体元件图 (7)十一、电阻炉装配图 (7)十二、电阻炉技术指标 (7)参考文献 (8)设计任务：按工作要求可设计一台热处理电阻炉，其技术要求为：(1)用途：中低碳钢、合金钢毛坯或零件的淬火、正火处理，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：110kg/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、炉型的选择根据设计任务给出的技术要求和生产特点，本设计宜选用箱式热处理电阻炉。

二、确定炉体结构和尺寸1．炉底面积的确定根据所学知识炉底面积用炉底强度来计算。

生产率为110kg/h，即可选择箱式炉用于淬火和正火时的单位面积炉底强度h为115kg/(m2·h)，故可求得炉底有效面积F1 = P/h= 110/115 = 0.96m2K为有效面积与炉底总面积的比例系数，K=F/F1=0.75~0.85，我们取系数为0.84，则炉底实际面积：F = F1/0.84 =0.96/0.84 =1.14m22．炉底长度和宽度的确定考虑到工作时的状态，长度与宽度之比L/B=3:2，因此可知B =930m，L =1310m。

又因为要考虑便于砌砖，根据标准砖尺寸，取L =1380mm，B =920mm。

3．炉膛高度的确定炉膛高度可根据经验总结来计算，炉膛高度H与炉底宽度B之比H/B大约在0.8左右，本设计根据炉子工作条件并考虑利于辐射散热与对流传热等因素，这里取H/B = 0.85，再根据标准砖尺寸，最终选定炉膛高度H = 780mm。

热处理电阻炉-炉体计算

t1 − t 2 q= 采用双层炉衬结构时，热流密度为：采用双层炉衬结构时，热流密度为： δ1 λ1 t1 + t x 其中：其中： λ1 = a1 + b1t1αv = a1 + b1 2
q
材料工程学院金属材料系
电阻炉的结构设计
所以因此，因此，式中，式中，
2 2 − a1 + a1 − 2b1 (qδ1 − a1t1 − 0.5b1t1 ) tx = b1
200
炉外壁温度 70°C °
300 200 100
100 70 100 200 300 400
保温层厚度 /mm
耐火层厚度 /mm
材料工程学院金属材料系
电阻炉炉衬砌筑原则
砌砖体的尺寸为砖尺寸的整数倍（包括砖逢）。砌砖体的尺寸为砖尺寸的整数倍（包括砖逢）。电热元件接触的高铝砖Al 含量不低于60％，％，Fe 含量小于1.5％。与电热元件接触的高铝砖Al2O3含量不低于60％，Fe2O3含量小于1.5％。可控气氛内壁耐火砖必须为一级品。可控气氛内壁耐火砖必须为一级品。灰缝：炉墙和炉底不大于2mm，炉顶不大于1.5mm，灰缝：炉墙和炉底不大于2mm，炉顶不大于1.5mm，可控气氛炉不大于 1mm。 1mm。粘土砖和轻质粘土砖应用粘土火泥浆，高铝砖用高铝火泥浆砌筑。粘土砖和轻质粘土砖应用粘土火泥浆，高铝砖用高铝火泥浆砌筑。炉衬砖逢必须相互交错。炉衬砖逢必须相互交错。砌砖体必须要留有膨胀缝。砌砖体必须要留有膨胀缝。隔热层用硅藻土砖时必须干砌，缝隙用隔热填料填满。隔热层用硅藻土砖时必须干砌，缝隙用隔热填料填满。金属预埋件必须与砌砖体同时安装。金属预埋件必须与砌砖体同时安装。除特殊情况外重质砖不得与炉壳直接接触，以减少热损失。除特殊情况外重质砖不得与炉壳直接接触，以减少热损失。

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