下载文档原格式
题目热处理炉设计学院专业班级学号学生姓名完成日期一、设计任务1、中碳钢、低合金钢毛坯或零件的淬火、正火及调质处理；2、最大生产率150Kg/h；3、工作温度：最高使用温度≤1200℃；4、生产特点：周期式成批装料，长时间连续生产。
二、炉型的选择因为工件材料为中碳钢、低合金钢，热处理工艺为淬火、正火及调质处理，且最高温度为1200℃，选择高温炉即可。
同时工件没有特殊规定并且需要小批量生产，则选择周期式箱式炉。
综上所述，选择周期式高温箱式电阻炉。
三、炉膛尺寸的确定1.炉底面积确定因无定型产品，故不能用实际排料法确定炉底面积，只能用炉底强度指标法计算。
查上表得，P0 =120Kg/（m2·h）F有效 = P/P0 = 150/120 = 1.25（m2）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，得炉底实际面积：F=F有效=1.25/0.85=1.471m22.炉膛底部的长度和宽度的确定L和B的比例为2~1.5（小炉子取上限），取L/B=2，因此F=L*B=0.5L2。
可得，L=2*F=1.72mB=L/2=0.86m为方便砌砖L=1856mm，B=920mm附表如下: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=0.8左右，选定炉膛高度H=0.7m。
因此，确定炉膛尺寸如下长 L=(230+2)*8=1856mm宽 B=(113+2)*8=920mm高 H=(65+2)*11+37=774mm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=1600mmB效=700mmH效=700mm四、炉体材料选择与结构设计由于侧墙、前墙及后墙的工作条件相似，采用相同炉衬结构，应采用4层结构即耐火层为113mmLZ—48高铝砖+中间层为230mmQN—1.0轻质粘土砖+保温层为300mm硅藻土粉+10mm石棉板。
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。
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）：材料工程及其自动化131专业班级：学号：姓名：指导教师：课程设计任务及评语院(系)：教研室：材料教研室学号11111 姓名名字专业班级课程设计题目箱式热处理电阻炉的设计生产率220 kg / h，额定工作温度1200℃，炉底强度95 kg / mh·；炉底强度系数0.83；蛭石保温材料课程设计( 论文)(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(6) 计算炉子空载功率(7) 计算空炉升温时间(8) 功率分配与接线(9) 电热元件材料选择与计算(11) 电热体元件图(12) 电阻炉装配图(13) 炉子技术性能指标(14) 参考文献1)布置设计任务，设计方案讨论、选择炉型 1 天2)炉膛尺寸、炉体结构和尺寸、绘制炉衬示意图。
2 天3)炉子的加热功率、热效率、空炉升温时间。
2 天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5)绘制电热元件布置图和电阻炉装配示意图。
1 天6)撰写、编辑、排版、修改设计说明书。
4 天7)考核、答辩。
1 天成绩：指导教师签字：学生签字：年月日目录目录........................................................................ I..1 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.................................................... 1..2.10 电热体元件图 ............................................................ 1..4.11 电阻炉装配图 ............................................................ 1..5..12 电阻炉技术指标 .......................................................... 1..6.参考文献.................................................................... 1..7..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。
第三章热处理电阻炉设计§3.1电阻炉的基本特点热处理电阻炉是以电为能源，通过炉内电热元件将电能转化为热能而加热工件的炉子。
按照电阻炉的结构特点可分为箱式电阻炉、井式电阻炉、台车式炉等。
这里我们主要介绍一般企业均有的箱式电阻炉和井式电子炉的类型和特点。
一、箱式电阻炉1.箱式电阻炉的分类和命名按工作温度不同，箱式电阻炉可分为高温箱式电阻炉（>1000℃）、中温箱式电阻炉（650-1000℃）和低温箱式电阻炉三类。
一般企业的箱式电阻炉通常均是中温箱式电阻炉。
因而这里仅介绍中温箱式电阻炉。
箱式电阻炉的型号和命名方式为：RX+设计序号— +功率（KW）—— +最高工作温度/100，如RX2——45——9中，R表示是电阻炉，X表示是箱式，2为设计序号，45表示箱式电阻炉的额定功率为45KW，9表示箱式电阻炉的最高工作温度为950℃2.中温箱式电阻炉的用途及结构中温箱式电阻炉在企业主要用于工件的退火、正火、淬火（一般主要用于调质处理的淬火）、回火和固体渗碳（目前固体渗碳已很少用，只在一些特殊情况下使用，如油嘴的渗碳）等。
中温箱式电阻炉炉体主要由炉壳、炉衬、加热元件等组成。
炉壳一般由角钢和钢板焊接而成。
炉衬：标准炉一般均是由耐火层和保温层两层结构。
耐火层一般用体积密度大于1.0g/cm3的轻质耐火粘土砖砌筑，保温层则用保温砖砌筑骨架，然后填充蛭石粉、膨胀珍珠岩粉等组成。
非标准炉当炉温较低时如750-800使用的炉子，也有采用轻质粘土砖+普通硅酸铝纤维毡组成。
加热元件：通常是铁铬铝或镍铬合金丝绕成的螺旋体，布置在炉膛两侧和炉底的搁砖上。
炉底通常覆盖耐热钢板，也有使用普通钢板的。
二、井式电阻炉：1.特点和分类特点：1）外形为圆型；2）一般置于地坑中；3）炉温通常分区控制；4）适用于细长工件热处理。
分类：按工作温度和工作性质分为高、中、低温井式电阻炉和井式气体渗碳炉、井式气体C-N共渗炉、井式气体N-C共渗炉、气体氮化炉等。
电阻炉功率的计算热处理电阻炉功率的计算方法有热平衡计算法和经验计算法良种。
一、热平衡计算发热平衡计算法是根据炉子的输入总功率（收入项）应等于各项能量消耗（支出项）总和的原则确定炉子功率的方法。
1．热处理电阻炉的主要能量支出炉子能量消耗包括热工件的热量（有效热量）、在生产操作中的各项热损失和电能输入炉子过程中在电气设备及导线中的电能损失（如变压器和炉外电缆的电能损失等）炉子能量消耗量与炉子结构、。
尺寸、生产率、热处理工艺和供电方式有关。
电阻炉主要热量指出项目的计算方法如下：（1）加热工件所需热量Q 件Q 件=P( c 2 t 2－c 1 t 1 ) ( kJ / h) 式中：P——炉子的生产率( kg / h) t 1、t 2 ——工作加热的初始和终了温度（℃）c 1、c 2 ——工件在t1 和t2 时的比热容〔kJ/(kg·℃)〕，参见附表６。
若以加热阶段作为热平衡的时间单位时，Q 件应为Q 件＝G 装（c2t2－c1t1）／г加（kJ/h）式中：G 装——一次装炉料重量（kg）；г加——加热阶段时间（h）。
（２）加热辅助构件（料筐、工夹具、支承架、炉底板及料盘）所需热量Q 辅Q 辅=P 辅（c2t2-c1t1）（kJ/h）式中：P 辅——每小时加热辅助构件的重量（kg/h）；t1、t2——辅助构件加热的初始和终了温度（℃）；c1、c2——辅助构件在t1 和t2 时比热容[kJ/(kg·℃)；（3）加热控制气体所需热量Q 控Q=V 控 c 控（t2-t1）（kJ/h）式中：V 控——控制气体的用量（m3/h）；t1、t2——控制气体入炉前温度和工作温度（℃）；c 控——控制气体在t1～t2 温度范围内的平均比热容[kJ/(m3·℃)] (4)通过炉衬的散热损失Q 散在炉处于稳定态传热时,通过双层炉衬的散热损失为式中:tg、ta——炉气和炉外空气温度（℃），对电阻炉可以认为tg 近似等于炉内壁温度或炉温；啊s1、s2——第一层和第二层炉衬的厚度（m）；λ1、λ2——第一层和第二层炉衬的导热率〔W/(m2·℃)〕〕ɑ∑２——炉体外壳对周围空气的综合传热系数〔W/(m2·℃)〕（见附表２）； F 散——炉体的平均散热面积（m２）；３.６——时间系数。
