管式电阻炉说明书(热工)
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实验室用于高温加热的仪器实验室用于高温加热的仪器引言:实验室中的高温加热是科研工作中常见的研究方法之一。
高温加热可以用于材料的热处理、催化剂活性测试、燃烧研究等众多领域。
为了实现精确和可控的高温加热,实验室通常会使用一系列专门设计用于高温加热的仪器。
本文将介绍几种常见的实验室用于高温加热的仪器。
一、热风炉热风炉是一种常见的实验室高温加热仪器,它通过电加热或者燃烧热源产生热风,将物体加热至高温。
热风炉的特点是加热均匀,温度可控范围较广,且容易操作。
它广泛应用于催化剂活性测试、材料热处理等领域。
二、高温电阻炉高温电阻炉是实验室中常用的高温加热仪器之一。
它利用电阻丝通过加热电流使电阻丝产生高温,从而加热待测物质。
高温电阻炉具有加热速度快、温度均匀分布、稳定性好等优点,被广泛应用于材料的热处理、陶瓷烧结等领域。
三、管式电阻炉管式电阻炉是一种用于高温加热的专用仪器。
它主要由加热管、绝热层、外壳等组成。
管式电阻炉通过加热管将电能转化为热能,加热样品达到所需温度。
管式电阻炉具有温度控制精度高、加热速度快等特点,被广泛应用于材料的高温试验、涂层研究等领域。
四、真空炉真空炉是专门用于高温加热的仪器之一。
真空炉通过排除空气并加热内部空间,以实现真空环境下的高温加热。
真空炉具有加热均匀、避免杂质氧化等优点,被广泛应用于烧结、熔炼、高温处理等领域。
五、电弧炉电弧炉是一种高温加热仪器,利用两个电极之间产生的弧光加热样品,使其达到高温。
电弧炉的特点是温度高、加热速度快,被广泛用于冶金、合金制备等领域。
六、高频感应加热炉高频感应加热炉是一种利用高频电磁场加热物质的仪器。
高频感应加热炉利用感应电流在样品中产生热量,从而达到高温。
高频感应加热炉具有加热均匀、加热速度快等特点,被广泛应用于金属热处理、焊接等领域。
七、电子束加热炉电子束加热炉是一种利用高速电子束对样品加热的仪器。
电子束加热炉具有温度均匀分布、高温加热快等特点,广泛应用于材料表面改性、合金熔炼等领域。
热处理炉课程设计炉型管式电阻炉学院专业材料工程学号学生姓名指导教师日期设计任务书编号02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:管式电阻炉2.用途:实验室作化学分析、物理测定及热电偶检定等加热用。
3.额定温度:1000℃4.炉壁外壳温度≤80℃5.炉膛尺寸:φ50×600(㎜)6.功率:5Kw7.电源:220V8.加热元件:高电阻合金二、设计要求1.砌体部分2.电热元件及接线部分、炉盖、炉壳构架3.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4.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:前言热处理是现代机械工业的一项重要基础技术,通常像轴、轴承、齿轮、连杆等重要的机械零件和工模具都是要经过热处理的,而且,只要选材合适,热处理得当,就能使机械零件和工模具的使用寿命成倍、甚至十几倍地提高。
配合热处理进行的基本设备就是热处理炉。
我国热处理炉在近些年发展迅速,许多的技术实现了革新与突破,但是不可否认我国与西方国家还存在相当大的差距,许多先进的可控气氛炉还必须要依赖进口,此次的坩埚电阻炉结构比较简单,设计起来容易与书本上的知识联系起来。
管式电阻炉外形呈一横置的圆柱体,它安置于由薄钢板制成的底座上。
炉壳系用薄钢板圈焊制成,工作室为一由石英耐火材料制成的管形炉膛,炉膛外表面制有螺旋形的单丝槽,加热元件铁铬铝合金绕于丝槽内,炉膛两端用耐火材料制成的炉圈固定于炉盖上,炉膛与炉壳之间用硅藻土砖、耐火纤维等砌筑为保温层。
目录一炉型的选择 1 二确定炉体结构尺寸 12.1、炉膛尺寸 12.2、炉衬材料及厚度 1三炉子散热的计算 1 四炉子空蓄热计算 2五空炉升温时间计算 3六功率的分配 3七电热元件材料选择及计算 37.1、求1000℃时电热元件的电导率 37.2、确定电热元件的表面功率 47.3、每组电热元件的功率 47.4、每组电热元件端电压 47.5、线状电热元件直径 47.6、每组电热元件长度及质量 47.7、校核电热元件表面负荷 47.8、电热元件在炉膛的布置 5八炉子的技术指标 5九参考文献5十设计小结 6设计项目计算内容计算结果一、炉型的选择二、确定炉体结构的尺寸三、炉子散热的计算一、炉型的选择根据设计任务书给的生产特点,拟选用管式电阻炉,并用220V的交流电压。
管式加热炉工艺流程
管式加热炉是一种常见的工业加热设备,通常用于对金属材料进行加热处理。
下面是管式加热炉的工艺流程。
1. 原料准备:首先,需要准备要处理的金属材料。
根据不同的加热要求,可以选择不同的金属材料,例如钢、铝等。
2. 加料:金属材料经过热处理前,需要先玻璃老虎机入加热炉中。
加料的方式通常有两种,一种是手动加料,另一种是自动加料。
手动加料需要操作工人将金属材料一个个放入炉膛,而自动加料则可以通过输送带或者机械臂等装置将金属材料输送到加热炉中。
3. 加热:金属材料进入加热炉后,需要进行加热处理。
在加热炉内,金属材料会受到高温的炉气或者电阻炉盘的加热作用,温度会逐渐上升。
加热炉可以根据加热要求调节温度和加热时间,以达到预定的热处理效果。
4. 炉外冷却:金属材料加热处理完成后,需要进行炉外冷却。
冷却的方式可以根据加热要求和材料特性来选择,一般有水冷却、气体冷却和自然冷却等多种方式。
5. 产品收集:冷却完成后,金属材料成为最终产品。
产品可以通过输送带或者夹具等装置自动收集起来,方便后续的处理和使用。
6. 清洁维护:加热炉在使用过程中会积累一些灰尘和杂质,需
要进行定期的清洁和维护,以确保加热炉的正常运行和使用寿命。
以上就是管式加热炉的工艺流程。
管式加热炉通过控制温度和加热时间,可以实现对金属材料的精确加热,满足不同材料的加热要求。
在工业生产中,管式加热炉被广泛应用于金属材料的热处理和制造工艺中,提高了生产效率和产品质量。
科研实验室高温高压设备管理规定第一章总则第一条为加强学院科研实验室安全管理,减少安全隐患,维持正常科研秩序,结合科研实验室高温、高压等设备使用的实际情况,特制定本规定。
第二条学院常用高温高压设备主要包括:烘箱、电阻炉(马弗炉)、管式炉、高压反应釜、水热反应釜、气瓶等。
第三条科研实验室安全管理人员须提高安全意识,加强对高温高压加热设备的使用与管理,定期检查加热设备的安全状况,杜绝违规操作。
第四条使用加热设备的实验室应配备相应的防护设施,制定相应的实验风险评估及应急预案,配置现场急救用品和消防设施等。
第二章烘箱、电阻炉及管式炉等加热设备安全使用第五条烘箱、电阻炉及管式炉等加热设备应放置在通风干燥处,不得直接放置在木桌、木板等易燃物品上,放置位置高度合适,方便操作。
设备周围有一定的散热空间,不得存放易燃、易爆、易挥发性化学品和纸板、泡沫、塑料等易燃物品,不能放置冰箱、气体钢瓶等设备,不得堆放杂物,并且在设备旁醒目位置张贴高温警示标识。
第六条使用烘箱、电阻炉、管式炉等加热设备使用前必须制定安全操作规程,张贴在设备旁醒目位置,配备必要的防护措施,并对使用人员进行安全操作培训,确保使用人员正确使用。
第七条使用烘箱、电阻炉、管式炉等加热设备时,须加强观察,一般至少每隔10~15分钟应观察1次,或有实时监控设施,严禁无人监管运行。
如因特殊情况进行夜间开机,必须有人员值守并做好必要的安全防范与应急处置措施。
第八条严禁将易燃、易爆、易挥发性物品置于普通烘箱中加热,以免发生爆炸、火灾等事故。
严禁使用塑料筐等易燃容器盛放实验物品在烘箱等加热设备内烘烤。
第九条经常保持设备内及周围环境清洁。
泄压盖或散热板等附近不能放置任何物品,注意其容易发生危险的范围内人员和其他事物的安全。
第十条烘箱、电阻炉、管式炉不可使用接线板供电。
从加热设备内取出试样时一定要切断电源,以防触电。
装取试样时要戴专用手套,以防烫伤。
未经许可不得随便触摸开启的加热设备及周围的试样。
电阻丝加热炉设计(总94页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--目录1 高温综合实验----------------------- 错误!未定义书签。
实验目的------------------------------------------------- 错误!未定义书签。
实验设备------------------------------------------------- 错误!未定义书签。
实验内容及步骤------------------------------------------- 错误!未定义书签。
了解电阻丝炉的结构 ---------------------------------- 错误!未定义书签。
电阻丝炉的设计 -------------------------------------- 错误!未定义书签。
电阻炉的制作 ---------------------------------------- 错误!未定义书签。
温度的测量 ------------------------------------------ 错误!未定义书签。
铜液定氧 -------------------------------------------- 错误!未定义书签。
实验报告------------------------------------------------- 错误!未定义书签。
作业---------------------------------------------------- 错误!未定义书签。
2物相综合研究------------------------ 错误!未定义书签。
实验的目------------------------------------------------- 错误!未定义书签。
实验设备及原理------------------------------------------- 错误!未定义书签。
高温电阻炉的注意事项电阻炉如何操作高温电阻炉的注意事项:1.使用时切勿超过高温电阻炉的高温度。
2.装取试样时确定要切断电源,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.试样应放在炉膛中心,整齐放好,切勿乱放。
8.不得随便触摸电炉及四周的试样。
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,严格依照设备的操作规程进行操作。
11.使用时炉膛温度不得超过高炉温,也不要长时间工作在额定温度以上。
12.工作环境条件为:温度0~50℃ ,相对湿度80%,无导电尘埃,无易燃易爆物品和腐蚀性气体。
13.使用时炉门要轻开轻关,以防损坏机件。
14.在炉膛内取放样品时,应先关断电源,并轻拿轻放,以保证安全和避开损坏炉膛。
15.为延长产品使用寿命和保证安全,在设备使用结束之后要适时从炉膛内取出样品,退出加热并关掉电源。
16、设备环境大气压力:大气压下。
高温箱式电阻炉可供试验室、工矿企业、科研单位作元素分析测定和一般小型钢件淬火、退火、回火等热处理加热用,高温炉还可作金属、陶瓷的烧结、溶解、分析等高温高温箱式电阻炉可供试验室、工矿企业、科研单位作元素分析测定和一般小型钢件淬火、退火、回火等热处理加热用,高温炉还可作金属、陶瓷的烧结、溶解、分析等高温加热用。
本系列电阻炉外形均为长方形,炉壳系用角钢及优质钢板折边焊接制成;工作室为耐火材料制成的炉膛,加热元件置于其中,炉膛与炉壳间用保温材料砌筑隔热;炉门通过多级铰链固定于电炉面板上,炉门关闭是利用炉门手把的自重通过杠杆原理将炉门与炉口紧闭,开启时只需将手把锁往上提出,胶钩往外拉开,将炉门置于左侧即可。
另外炉口下端有与炉门连锁安全开关,当炉门开启时,电炉电源自动切断,以保证安全操作;本机温度掌控系统接受微电脑智能掌控,数字式显示温度,配备大视角电流表,可使用户清楚察看。
naberhterm管式炉炉说明书第一部分:产品介绍Naberhterm管式炉炉是一种高温电阻炉,广泛应用于实验室、工业生产以及材料科学等领域。
它采用了先进的技术和材料,具有高温均匀性好、稳定性高、使用寿命长等优点。
第二部分:产品特点1.高温均匀性好:该管式炉炉采用了优质电阻丝,具有快速加热和均匀加热的能力,使样品受热均匀,从而提高实验结果的准确性。
2.稳定性高:该管式炉炉采用了先进的温度控制系统,能够自动控制并维持设定的温度范围,具有良好的稳定性,可满足用户对实验环境的要求。
3.使用寿命长:该管式炉炉采用了高温耐热材料制作而成,具有良好的耐热性和耐磨性,能够长时间稳定地工作,延长使用寿命。
第三部分:产品规格1.型号:Naberhterm管式炉炉2.炉腔尺寸:根据用户需求,可以定制不同尺寸的炉腔。
3.温度范围:常规温度范围为室温至1600°C,也可根据实际需求调整。
4.加热功率:根据不同型号和尺寸的炉腔,加热功率在1kW至10kW之间。
5.温度控制精度:±1°C6.加热速率:快速加热,能够在短时间内达到设定的最高温度。
7.控制方式:采用数字温控器进行温度控制,用户可以根据需要进行调节和显示。
第四部分:使用方法1.操作前的准备:(1)检查电源及防护措施是否设置正确,确保设备安全可靠。
(2)检查炉腔和加热丝是否干净,无杂质和损坏。
(3)根据实验需要,将样品放置在加热台上。
(4)连接电源,打开电源开关。
2.温度调节:(1)打开电源开关,温度控制器将显示当前的温度。
(2)按下温度调节键,将温度调节至所需的设定温度。
(3)温度控制器会自动控制加热功率,使炉腔内的温度逐渐接近设定的温度。
3.加热时间:(1)根据实验需要,设置所需的加热时间。
(2)温度控制器将根据设定的加热时间和温度,自动调节加热丝的功率,以达到所需的加热效果。
4.使用完成后的操作:(1)将温度调节至最低温度,待炉腔完全冷却后再进行下一步操作。
SK2-1.2-12K型开启式管式电阻炉操作规程与注意事项
操作规程:
1、检查整个设备各处是否正常。
2、打开不锈钢法兰,将试件放入石英管内。
3、如需真空操作,先密封法兰,再关闭进气阀,利用真空泵抽真空达到目的后关闭阀门。
4、如需气体保护操作,先密封法兰,再将所需要保护的气体通过进气阀通入石英管内,利用真空泵抽真空达到目的后关闭阀门。
5、如不需2、3步操作,应先密封法兰,打开进气阀、出气阀,连接好进气路和出气路,如需流量计控制流量应将流量计连接在进气路和出气路上。
6、将控制器通电(旋钮开关转到右侧),按照实验要求和控制器说明调整实验各段所需温度、时间,然后按“RUN”键进行升温加热操作。
7、根据实验要求通入所需气体并调节气体流量。
8、实验期间,及时观察温度、流量与指标变化,进行对应调整。
9、实验完毕,按“END”键结束程序运行。
关闭控制器电源。
10、打开不锈钢法兰,取出物料。
注意事项:
1、本仪器无防爆装置,不得放入易燃易爆物样。
2、仪器应放在通风良好区域,周围无易燃易爆物品。
3、仪器外壳必须有效接地,以保证使用安全。
4、取放物料应轻拿轻放避免碰坏炉膛。
5、加热期间禁止接触加热电炉丝,避免触电或烫伤。
6、炉温不得超过设备额定温度,以免损坏加热元件。
7、禁止向炉膛内各种液体(会导致炉膛爆炸或断裂)及溶解金属(易结镏)。
8、经常清除炉膛内的铁屑、氧化物,以保持炉膛内的清洁。
箱式电阻炉的设计任务设计书1.电阻炉形式:箱式电阻炉2.炉膛尺寸:400×200×160mm3.使用温度:1100℃4.炉体表面温度:80℃5.电源电压:三相,220V,380V。
摘要本热工课程设计说明书根据教学计划的热工课程要求设计而成,着重在于阐述箱式电阻炉的具体设计过程。
设计包括:炉膛设计,容积的设计,炉体材料的选择和炉体机构设计,功率的计算,电热体布置及供电电路设计,电热体积尺寸计算,测温热电偶选择等六部分。
着重在于阐述电阻炉结构的确定、发热体材料的选择和供电电路的设计等一系列设计箱式电阻炉需要解决的问题。
本设计说明书可为实验室实用箱式电阻炉提供参考,亦可为实验室箱式电阻炉维护提供依据。
本设计是综合运用《热工过程与设备》课程所学的传热学、耐火材料、保温材料、电热体材料、窑炉结构等方面的知识进行电阻炉的设计,通过本设计使学生进一步的了解和掌握课程所学的知识,同时对学生进行查阅资料、参数的选择和确定、设计计算、制图等设计技能的训练。
引言电阻炉是利用电流使炉内电热元件或加热介质发热,从而对工件或物料加热的工业炉。
电阻炉在机械工业中用于金属锻压前加热、金属热处理加热、粉末冶金烧结、玻璃陶瓷焙烧和退火、低熔点金属熔化、砂型和油漆膜层干燥等。
电阻炉与火焰炉相比,它具有结构简单,占地面积少,加热空间紧凑,空间热强度高,热效率高,温度便于实现精确控制等特点。
本次课程设计的目的就是将热工课程的理论知识应用到电阻炉设计的实验中去,理论与实践相结合,从而了解电阻炉的各部分元件的性能要求、构造及设计方法。
通过本次设计增强了理论与实践相结合的能力,加强了动手动脑能力和逻辑思维能力,为今后的实验工作奠定了基础,积累了丰富的经验。
陶瓷工业在社会主义建设、国防科学和人民生活中都占有重要的地位,它不仅与人类的日常生活文化有密切的关系,而且随着科学技术的发展,运用于电子、原子能等尖端材料中。
第一章电阻炉的特点及其分类§1.1电热窑炉的简介电热窑炉是一种可以把电能转化为热能,使制品温度上升,并完成烧结过程的一种窑炉。
设计说明书1加热炉的简介1.1加热炉的基本构成与组成加热炉是一种直接受热加热设备主要用于加热气体或液体,所用燃料通常有燃料油和燃料气。
加热炉的传热方式以辐射传热为主。
加热炉一般由辐射室、余热回收系统、对流室、燃烧器和通风系统等五部分组成。
(1)辐射室:通过火焰或高温烟气进行辐射传热的部分。
这部分直接受火焰冲刷,温度很高(600-1600℃),是热交换的主要场所(约占热负荷的70-80%)。
(2)余热回收系统:用以回收加热炉的排烟余热。
有空气预热方式和废热锅炉方式两种方法。
(3)对流室:靠辐射室出来的烟气进行以对流传热为主的换热部分。
(4)燃烧器:是使燃料雾化并混合空气,使之燃烧的产热设备,燃烧器可分为燃料油燃烧器,燃料气燃烧器和油一气联合燃烧器。
(5)通风系统:将燃烧用空气引入燃烧器,并将烟气引出炉子,可分为自然通风方式和强制通风方式。
其结构通常包括:钢结构、炉管、炉墙(内衬)、燃烧器、孔类配件等。
1.2加热炉温度控制系统工作原理加热炉温度控制系统原理图控制原理图如上所示,加热炉的主要任务是把物料加热到一定温度,以保证下一道工序的顺利进行。
燃料油经过蒸汽雾化后在炉膛中燃烧,物料流过炉膛四周的排管中,就被加热到出口温度。
在燃料油管道上装设一个调节阀,物用它来控制燃油量以达到所需出口温度T1的目的。
1.3加热炉出口温度控制系统设计目的及意义加热炉控制的主要任务就是保证工艺介质最终温度达到并维持在工艺要求范围内,由于加热炉具有强耦合、大滞后等特性,控制起来非常复杂。
同时,近年来能源的节约、回收和合理利用日益受到关注。
加热炉是冶金、炼油等生产部门的典型热工设备,能耗很大。
因此,在设计加热炉控制系统时,在满足工艺要求的前提下,节能也是一个重要质量指标,要保证加热炉的热效率最高,经济效益最大。
另外,为了更好地保护环境,在设计加热炉控制系统时,还要保证燃料充分燃烧,使燃烧产生的有害气体最少,达到减排的目的。
1.4加热炉温度控系统工艺流程及控制要求加热炉的主要任务是把原制油或重油加热到一定温度,以保证下一道工序(分馏或裂解)的顺利进行。
SX2-系列箱式电阻炉使用说明书上海一恒科学仪器有限公司昆山纳热博高温炉有限公司公司地址:上海共和新路966号共和大厦7楼邮编:200070、56636560网址:E -m a i l :****************.售后受理电话:*************、36906225传真:***********************************一恒仪器理想的实验室伙伴目录安全提示! (1)一、用途概括 (2)二、产品图片 (2)三、产品特点 (3)四、安全功能 (3)五、主要规格和技术参数 (3)六、炉膛选择(用户可根据自己需要选用) (5)七、产品的使用 (5)1.使用前的准备 (5)2.烘炉 (6)3.控温仪操作方法 (6)八、注意事项 (9)九、故障处理 (9)十、接线原理图 (10)装箱单 (14)尊敬的用户,您好!感谢您选用本公司产品,为使您获得满意的使用效果请在开机前仔细阅读产品使用说明书。
如有疑问请及时与我们联系我们将竭诚为您服务2017版《使用说明书》经公司技术人员努力编撰、修改已完成,因能力所限难免出现本意表达不详及有遗漏之处请各位专家在使用中诺发现问题或有新的想法请不吝赐教我们表示衷心感谢本产品符合JB/T8195.7—2007“《间接电阻炉》第七部分“SX 系列实验用箱式炉”标准安全提示!●本产品不含玻璃纤维成份(材料)、不含有毒、有害物质、不会对人体造成化学物质危害●危险有可能构成财产损失或危及人身安全请按规范操作1、请使用独立的专用电源并确定插头、插座接地良好(切不可以零线或中线作地线)2、请勿在不关闭电源开关的情况下任意拔掉或插上电源插头3、请勿擅自进行修理,如受本公司委托修理时必须由专业人员进行指导4、请远离电磁干扰源,否则易造成程序混乱、数据错误5、请在工作环境温度10℃--45℃,相对湿度≤80%的环境中使用6、电炉在使用升温过程或高温状态下(≥300℃)不能开启炉门否则易造成炉门及炉膛开裂影响使用寿命7、电阻炉内样品放置量不易过多(应≤炉膛容积的1/2)否则因负载过重易烧断炉丝8、请在无粉尘、易燃、易爆气体的环境中使用以免造成意外事故9、电炉不能加热含水分、氟化物、氯化物(如塑料、橡胶)、硫化物等有腐蚀性物品,否则将影响电阻炉使用寿命(易断炉丝、炉膛穿透或熔化、漏电)及降低电器安全性能10、电炉不能加热易燃、易爆、有机溶剂、密封容器等物品否则有爆炸危险危及人身安全11、请严格按使用要求操作电炉,违规操作造成的电炉故障、损坏不在免费保修范围内请勿自行修理请远离爆炸性物质警示请使用可靠接地禁止腐蚀性物质一、用途概括新一代箱式电阻炉,集公司多年设计和制造经验,引进消化国外技术,具有多项设计专利,专供工矿企业、大专院校、科研单位的实验室作为化学元素分析和小型刚件的淬火、退火、回火等高温热处理用;还可作金属、石墨、陶瓷的烧结、溶解、分析等高温加热用。
长春理工大学热工课程设计说明书题目箱式电阻炉的设计学院材料科学与工程学院专业无机非金属材料(建筑材料)班级0706121姓名向仕君学号182009 年7 月5 日设计任务书一、题目:箱式电阻炉的设计二、原始数据:电路形势:箱式电阻炉炉膛尺寸:120⨯mm260⨯170使用温度:1000℃表面温度:60℃电源电压:220V三、设计要求:1、设计认真,积极思考,独立完成,有所创新。
2、设计说明书:一份思路清晰,论述充分;设计参数选择合理,设计计算步骤完整,结果准确;著名参考文献。
3、设计图纸:2#图纸1—3张图画布置合理,比例适当,图画清洁;绘图线条类型正确,位置准确;尺寸标注正确、齐全。
摘要本说明书重点阐述箱式电阻炉的具体设计过程。
设计过程包括高温炉的简介,炉膛尺寸的确定,材料选择,电阻炉尺寸和结构设计,功率计算,供电电路的选择,电热提的尺寸确定及安装,以及热电偶使用,涉及到热量计算,功率计算,电热元件规格计算。
本设计说明书可供实验电阻和工业电阻炉的维修和设计提供理论参考导和指导。
引言陶瓷工业在社会主义建设,国防科学和人民生活都占重要的地位,它不仅与人类的日常生活存在密切的关系,而且随着科学技术的发展,已经超越了日用,建筑及一般的工业用途的范围,而应用与电子,原子能等尖端材料中。
生产陶瓷中一个重要的过程就是烧结,烧成时在热工设备中进行的,这里的热工设备指的是窑炉及其附属设备。
窑炉从生产方式上分为间歇式和连续式,按电能转化为热能形式分为:电阻炉,感应炉,电弧炉,等离子炉等,在使用热源上又分为火焰式和电热式。
目前,电子陶瓷,高温陶瓷及其他特种陶瓷的生产和科研处于火热期。
在实验中,使用较多的是间歇式的电阻炉。
本设计结合我们所学的《硅酸盐工业热工基础》中的传热学,材料学等方面的只是进行了电阻炉的设计,通过设计使我们学会了查阅资料,熟悉知识,锻炼了设计和绘图等能力,提高了我们的设计思维水平。
目录第一章:高温炉的简介§1.1电热窑炉的简介§1.2电阻炉的简介§1.3选用箱式电阻炉的原因第二章:炉膛尺寸的确定§2.1炉膛容积的初步认识§2.2炉膛尺寸的确定第三章:材料的选择§3.1耐火材料的选择§3.2隔热材料的选择第四章:电阻炉尺寸及结构§4.1炉膛结构尺寸§4.2炉门结构和尺寸第五章:功率的计算§5.1电阻炉理论功率的确定§5.2时机功率的确定§5.3功率的校核第六章:供电电路及功率调节§6.1供电电路§6.2功率的调节第七章:电热元件的选择和确定§7.1电热元件材料的选择§7.2电热元件尺寸的计算§7.3电热元件的安装第八章:热电偶材料选择§8.1热电偶材料简介§8.2热电偶材料的确定设计心得参考文献第一章高温炉的简介随着科学技术的发展,原有的材料在很多情况下都不能适应,需要特种加工。
题目普通电阻加热炉学院专业无机非金属材料班级姓名孙剑峰学号2010 年7 月2日第一章绪论1.1、普通加热电阻炉的简介:(本上)1.2、普通加热电阻炉的分类:我们所讲的普通电阻加热炉属于工业炉,而非是锅炉,常见的锅炉不属于此类高温工业炉范畴,锅炉属于能源转化设备,例如:采暖锅炉是将煤转化为热能。
而工业炉是利用其它能源对工件或物料进行加热,以达到对工件或物料进行处理的目的。
例如:为改善机械零件性能的热处理炉,需要对特殊零件进行焊接的钎焊炉,对粉末冶金类零件进行烧结的烧结炉等等…..相关这些炉子一般称为工业炉。
根据工业炉所用能源供给形式通常分为两类:一是燃料加热炉,二是电阻加热炉。
获得高温的设备一般称高温炉,现在使用高温炉的能源大部分是电能。
由于当前全球环境不断恶化的要求,各国限制CO2的排放几乎成为共识,因此对于使用燃气的工业炉而言,其发展前景暗淡,所以一般高温炉在某种实际意义上就是指电阻加热炉。
根据加热方式的不同,电炉又分为电阻炉、电弧炉、电子束炉等等。
其中用得比较多的是电阻炉。
在电阻炉中又分为管式炉、坩埚炉、马弗炉等等。
电阻炉按传热方式又分为辐射式、对流式及传导式。
辐射式电阻炉是以辐射传热为主,对流较少。
对流式电阻炉是以对流传热为主,辐射为辅,这些炉型一般称作空气循环炉,此类炉型常用于650℃以下的低温。
当工件加热时加热介质不是空气而为其它介质时,如:加热介质是融化的盐、碱或流动粒子时,此种状态是以传导和对流两种方式对工件加热。
此类炉型是我们常见的盐浴炉、碱浴炉。
依据热工制度工业炉又分周期炉和连续炉。
周期炉一般是按单班、两班生产。
连续炉一般是按三班连续生产。
依据炉内气氛,又细分出了氧化性气氛状态下的电阻炉、真空状态下的真空电阻炉、气氛状态下的可控气氛电阻炉、流动粒子炉等等。
依据装料形式,电阻炉又分为卧式电阻炉、立式电阻炉等炉型。
1.3一般电阻炉的结构工业电阻炉一般由炉衬部分即隔热+耐火层、炉架、加热元件、测温及控温系统、供电系统、机械传达系统、导流系统等部分组成,无论那种形式,它们结构基本一致。
管式电阻炉的设计热工课程设计任务书1.电阻炉形式:管式电阻炉2.炉膛尺寸:Φ80mm×280mm3.使用温度:1000℃4.炉体表面温度:80℃5.电源电压:单相,220V。
摘要本热工课程设计说明书是根据XXXX热工课程的要求设计而成的,着重于阐述箱式电阻炉的具体设计过程,设计包括:炉膛设计、容积的设计、炉体材料的选择及炉体机构设计、功率的计算、电热体布置及供电电路设计、电热体尺寸计算、测温热电偶选择等。
着重于阐述电阻炉结构的确定、发热体材料的选择、供电电路的设计等一系列设计电阻炉需要解决的实际问题。
本设计是综和运用《材料工程基础》与《热工设备》这两门课程所学的传热学、耐火材料、保温材料、电热体材料、窑炉结构等方面的知识进行电阻炉的设计。
通过本设计使学生进一步的理解和掌握课程所学的知识,同时对学生的查阅资料、参数的选择及确定、设计计算、制图等方面的设计技能的训练。
本设计说明书可为实验室实用箱式电阻炉提供参考,也可为实验室箱式电阻炉的维护提供依据。
任务设计书 (2)摘要 (3)引言 (5)第一章电阻炉的特点及其分类 (6)第二章炉膛容积和尺寸的确定 (6)第三章炉体材料选择和炉体结构设计 (8)第四章功率的计算 (9)第五章电热体材料的选择 (9)第六章电热体尺寸计算 (10)第七章供电电路、功率分布、功率调节 (11)第八章测温热点偶的选择 (11)总结 (12)参考文献 (13)电阻炉是利用电流使炉内电热元件或加热介质发热,从而对工件或物料加热的工业炉。
电阻炉在机械工业中用于金属锻压前加热、金属热处理加热、粉末冶金烧结、玻璃陶瓷焙烧和退火、低熔点金属熔化、砂型和油漆膜层干燥等。
电阻炉与火焰炉相比,它具有结构简单,占地面积少,加热空间紧凑,空间热强度高,热效率高,温度便于实现精确控制等特点。
本次课程设计的目的就是将热工课程的理论知识应用到电阻炉设计的实验中去,理论与实践相结合,从而了解电阻炉的各部分元件的性能要求、构造及设计方法。
通过本次设计增强了理论与实践相结合的能力,加强了动手动脑能力和逻辑思维能力,为今后的实验工作奠定了基础,积累了丰富的经验。
陶瓷工业在社会主义建设、国防科学和人民生活中都占有重要的地位,它不仅与人类的日常生活文化有密切的关系,而且随着科学技术的发展,运用于电子、原子能等尖端材料中。
第一章电阻炉的特点及其分类一、电阻炉的特点:电热窑炉是一种可以把电能转化为热能,使制品温度上升,并完成烧结过程的一种窑炉。
其优点有:(1)可以达到2000℃以上的高温,且控温精度高;(2)炉内气氛洁净,产品质量好;(3)结构紧凑,空间热强度高,即热效率高;(4)不需要燃烧系统、通风系统,占地面积小,结构简单;(5)对环境污染小;(6)易实现自动化。
其缺点有:(1)附属的电器设备比较复杂;(2)烧还原气氛时,须人工引入还原气体;(3)电耗高,电费较贵。
二、电阻炉的分类:电阻炉通常按照炉膛的结构形式及制品在电阻炉内的移动方式加以划分,可分为如下几类:(一)间歇操作电炉:按炉温的高低,分为低温(工作温度低于600~700℃)、中温(工作温度为700~1250℃)和高温(工作温度大于1250℃)三类。
按其结构特点来分可分为:①箱式电阻炉:外形象箱子,炉膛呈六面体,靠近炉膛内壁放置电热体,炉温在1200℃以下,通常采用镍铬丝、铁铬铝丝;炉温为1350~1400℃时采用硅碳棒;炉温为1600℃时可采用二硅化钼。
箱式电阻炉主要用于单个小批量的大、中、小型制品的烧成。
②井式电阻炉:炉膛高度大于长度和宽度,炉门开在炉顶面,用炉盖密封。
电热体通常布置在炉膛的侧壁上,多为圆形、正方形或长方形,适宜于烧制管状制品。
深井电炉通常沿高度分成几个加热区,各区温度通过分别控制功率来调节,使电炉沿整个高度温度分布均匀。
噶问陶瓷氢气钼丝炉最高工作温度为1700~1800℃,钨棒炉可达2500℃。
(二)半连续操作电阻炉:这种窑炉不在狭长的炉室内装制品,这样有便于操作,改善劳动条件的优点。
按结构可分为:①钟罩式电阻炉:它由炉罩和底座构成,形状大多是圆形,密封性好,热效率高。
②台车式电阻炉:它易于适应生产上的变化情况,比普通电炉热利用率高。
(三)连续操作电热窑炉:电热隧道窑较其他窑型有先进的热工设备,已广泛使效果好,它的结构与煤气隧道窑很相似,具有连续大批量生产的优点。
工业应用较多的连续操作电热窑有:①窑车式电热隧道窑:可以做成双轨,两个隧道靠的很近,以减少向外热损失。
②推板式电热隧道窑:通道由一个或数个隧道所组成。
通道底由坚固的耐火砖精确砌成滑道,制品装在推板上由顶推机构推入窑室内烧成。
③辊底式电热隧道窑:这种窑温度分布均匀适宜快速烧成,有利于实现烧成工序的机械化和自动化。
④传带式电阻炉:具有一条由两个轮滚撑紧的传送带,两个轮滚中的一个是主轮滚,由电动机驱动。
传动带用耐火合金材料制成,电热体安装在炉顶和炉底。
⑤链式电阻炉:电热体用铁铬铝高电阻电热合金丝,采用带状加工成波纹型悬挂于炉膛四周或采用丝状盘绕成螺旋形悬挂于炉膛两侧及搁置在炉底。
三、选择设计箱式电阻炉的原因本设计我选用箱式电阻炉。
箱式电阻炉的使用范围广,不同温度下可采用不同的电热元件,且制品的烧成范围比较广,适用于大、中、小型的各类制品的生产加工。
第二章炉膛容积和尺寸的确定2.1炉内宽与高的尺寸确定原则(1).窑炉体积大,产量大,单位窑积所占外表面积比容积小的窑炉相应小些,因此单位制品的电阻炉体积蓄、散热量要小些。
电阻炉的容积过大会使炉内温度分布不均匀,降低烧成产品的质量。
(2).炉膛容积小,单位制品热耗大但炉内温度分布均匀,炉内气氛均匀。
窑炉的容积过小,其开设炉门散热损失所占比重大。
综上所述,炉膛容积不是越大越好,也不是越小越好,视情况而定。
2.2炉膛尺寸的确定炉膛尺寸的大小应根据工件、盛料器或工件模具所需要的空间及发热元件的分布予以确定。
工件与炉壁的距离随炉型和热工的要求不同而异,电炉的有效容积不包括电热体所占空间。
确定电炉的长、宽、高等各项尺寸时,除考虑产品尺寸外还要考虑以下特点:电热体装在炉膛两旁宽度不能太大,否则炉膛方向上温度就不够均匀。
第三章炉体材料选择和炉体结构设计3.1材料的选择3.1.1耐火材料的选择1、耐火材料的要求:耐火材料的质里主要从它的高温实用性和耐火度,高温荷重,软化温度,热稳定性,抗化学腐蚀性和高温体积稳定性等几个方面综合考虑。
2、几种可选的耐火材料的性能特点:(1)粘土耐火砖:粘土砖属于耐酸性耐火材料,热稳定性好,荷重软化开始温度在1250~1300℃以上,软化开始和坍塌变形温度间隔很大,拈七砖在陶瓷工业窑炉上使用很广,使用温度在1300℃以下。
(2)高铝砖:高铝砖是用高铝矾土熟料加综合粘土成型,在1450~1500℃下烧成,它的耐火度及荷重软化温度均比粘土砖高,开始软化温度在1400~1500℃以上,抗化学腐蚀性也比较好,但是热稳定性较差,使用温度在1400~1600℃。
(3)半硅砖:属于半酸性耐火材料,荷重软化温度比粘土砖稍高,极冷极热性能比硅砖好,比粘土砖差。
(4)硅砖:含氧化硅95%以上,以石英砂烧制,若在其中加入Fe或者P,用石灰乳做矿化剂,以亚硫酸汁浆做。
使用温度在1350~1400℃。
荷重软化温度在1620℃以上,但热稳定性差,不适合砌筑间歇式窑炉。
(5)镁硅砖:是以方镁石(MgC)为主要矿物组成,镁橄榄石为基质结合的,烧成温度1620~1650℃,荷重软化点1550℃以上。
(6)镁砖:耐火度超过2000℃,荷重软化温度1500℃,使用温度1650~1700℃,但热稳定性不好。
(7)镁铝砖:氧化镁大于80%,氧化铝为51%,耐火度高达2130℃。
(8)刚玉砖:刚玉砖和氧化铝为原料,1600~1800℃烧制而成,使用温度1800℃以下。
3.1.2隔热保温材料的选择1.目的:减少窑体的热损失,提高热效率。
2.要求:①要有较低的热导系数,工作热阻要高。
②有较低的比热和密度。
③使用温度要高(要有一定耐火度)。
④具有一定的机械强度,高温下体积稳定性和化学稳定性好,寿命长。
⑤便于施工,便于取得。
3、分类:①低温隔热保温材料如:硅藻上、珍珠盐、石棉、矿渣棉,使用温度小于600℃。
②中温轻质耐火材料如:轻质硅砖、轻质粘土砖、轻质高铝砖③高温耐火隔热材料:耐火纤维及制品,氧化铝空心小球及制品。
特点:隔热保温效果好,用于陶瓷窑炉。
综合上述因素考虑,所选保温材料应为轻质粘土砖。
3.1.3箱体材料普通钢板(5mm )3.2 炉膛结构耐火材料选择粘土砖厚度为20~30mm保温层厚度=内外壁厚度-砖的厚度电阻炉的主视结构图:炉壁和炉底均采用此种结构砌筑,在炉壁外表面用厚约2mm 的耐火陶瓷棉做成的布覆盖。
炉顶盖在设计时,考虑到其常移动打开,而且全部用轻质的陶瓷纤维做成的板材砌筑,使其密封性良好,将其周围研磨平整,在炉盖上压一定重量的重物。
保温材料要能承重,选用轻质粘土上砖。
3.3炉壳、炉门3.3.1炉壳结构炉壳是一个密封结构件,炉壳的结构应便于对每一个焊缝进行检漏。
工作时应充分冷却不许变形。
1.炉壳材料炉壳应根据加热炉的工作条件,焊接性能和密封性能选用复合钢板,空炉壳的复层厚度有1~2mm 即可。
起支撑保护作用。
2.炉门设计炉门功能:开关,便于样品存放与取出。
要求保温,密封性好。
尺寸约为200×500mm 2,实验室用两块耐火砖即可。
3.4热量计算根据第一节所选的耐火材料粘土砖和保温材料轻质粘土砖。
粘土砖:321110258.0853.0-⨯++=t t λ 轻质粘土砖: 2λ=33210216.0092.0-⨯++t t t 1=1100℃ t 3=80℃设t 2=9000℃ 则4333.11=λ 1704.02=λ Q=2/7.12151704.0/14.0433.1/025.0801100m W =+- 校核 97.109979.107811507025.01100:1122=⨯-=-=λδq t t t ℃ 误差:|108097.10991080-|×100%=1.8%<5%所以9002=t ℃ Q=1215.7W/m 2综上t 2温度适合耐火材料第四章 功率的计算4.1 确定功率4.1.1 按面积负荷法确定功率已知炉膛尺寸:Φ80mm ×280mm所以炉膛内表面积为F =2×π×0.04×0.04+2×π×0.04×0.28=0.18589m ²因为炉子使用温度为 1000℃,取k 1=13kw/m ²N =k 1F =13×0.18589=2.416kw4.1.2 按容积负荷法确定功率炉子有效容积V =π×0.04×0.04×0.28=1.407×103-m 3k 2=120则N =k 2V 32=120×﹙1.407×103-﹚32=4.115kw4.1.3 实际功率考虑到升温速度、电热体老化等因素,将以上计算功率乘以安全系数k k =1.2~1.5取k =1.3 N 实=kN =1.2×4.115=4.938因此取最大功率4.938kw4.2 功率校核由第三节、第四节计算散失热量q=1215.7w/m 2散热功率:1215.7×F 表=1215.7×0.18589=0.2259kw由上计算功率为4.938kw >0.2259kw ,可以使温度迅速升温,符合要求。