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热处理炉炉体设计首先，炉体设计需要根据热处理工艺要求确定炉体的结构形式。
一般来说，热处理炉体常见的结构形式有横式、立式等，根据具体工艺流程和工件尺寸，选择合适的结构形式可以提高热处理效果和效率。
其次，炉体的材料选择也非常重要。
炉体在长时间高温下工作，需要承受高温热扩散、热冲击等环境，因此材料的耐高温性和耐热冲击性是考虑的重点。
常用的炉体材料有耐火砖、耐热钢板等，可以根据工艺要求和预算选择合适的材料。
另外，炉体还需要考虑隔热层的设计。
隔热层的作用是减少热能的损失，提高炉体的热效率。
常见的隔热材料有陶瓷纤维、高温保温棉等，隔热层的厚度和材料的选择需要根据实际要求和能耗控制来确定。
此外，炉体的加热方式和控制系统也需要进行设计。
热处理炉可以采用电加热、燃气加热、电加热和燃气联合加热等方式，根据工艺要求和资源情况选择合适的加热方式。
控制系统需要能够实时监控和调节炉温、加热功率等参数，保证热处理工艺的稳定性和可靠性。
另外，炉体的安全性也是设计中需要考虑的重要因素。
热处理炉在加热过程中会产生大量的燃气和废气，需要采取相应的安全措施确保操作人员和设备的安全。
比如，设置合适的通风系统、燃气泄漏报警装置等。
最后，炉体设计还需要考虑炉门的结构和密封性能。
炉门是热处理炉的进出口，需要保证密封性能，避免热量泄漏，影响热处理效果和能源利用效率。
同时，炉门的开闭方式和操作便捷性也需要考虑，以方便操作人员的操作和工作。
综上所述，热处理炉炉体设计是一项复杂的工作，需要考虑炉体的结构、材料、隔热层、加热方式、控制系统、安全性和炉门设计等多个方面的因素。
只有综合考虑这些因素，才能设计出满足热处理工艺要求和经济要求的炉体结构。
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：作者所在系部：作者所在专业：作者所在班级：作者姓名：作者学号：指导教师姓名：完成时间：《热处理设备》课程设计任务书课题名称750 ℃60 kg/h的箱式电阻炉设计完成时间12.27-31 指导教师陈志勇、范涛职称高工、助教学生姓名班级总体设计要求和技术要点总体设计要求：1.通过设计，培养学生具有初步的设计思想和分析问题、解决问题的能力，了解设计的一般方法和步骤。
2.初步培养学生的设计基本技能，如炉型的选择、结构尺寸设计计算、绘图、查阅手册和设计资料，熟悉标准和规范等。
3.使学生掌握设计热处理设备的基本方法，能结合工程实际，选择并设计常用热处理设备，培养学生对工程技术问题的严肃认真和负责的态度。
设计一台热处理箱式电阻炉，其技术要点为：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： 750℃；4.生产率：60 kg/h ；5.生产特点：周期式成批装料，长时间连续生产。
工作内容及时间进度安排1.热处理设备设计准备 0.5天2.箱式电阻炉结构尺寸计算、选择炉体材料、计算分配电阻炉加热功率 0.5天3.计算电热元件尺寸、进行结构设计 0.5天3.核算设备技术经济指标 0.5天4.绘制电阻炉总图、电热元件零件图 1.0天5.编写设计说明书、使用说明书 0.5天6.设计总结 0.5天7.答辨 1.0天课程设计成果1、设计说明书：设计说明书是存档文件，是设计的理论计算依据。
说明书的格式如下：（1）统一模板，正规书写；（2）说明书的内容及计算说明项目：（a）、对设计课题的分析；（b）、设计计算过程；（c）、炉子技术指标；（d）、参考文献。
2、设计图纸：（1)电阻炉总图一张（A3），要求如下：（a）、图面清晰，比例正确；（b）、尺寸及其标注方法正确；（c）、视图、剖视图完整正确；（d）、注出必要的技术条件。
热处理设备课程设计题目：热处理车间设计学院:专业:学号:学生姓名:指导教师:日期:1 绪论 (4)2 车间生产纲领的确定 (4)3 热处理工艺设计 (5)4 车间工作制度和工作时间总数 (6)5 热处理设备的选择和计算 (7)5.1 感应加热设备选择 (7)5.2 设备生产率的计算 (7)5.3 设备年负荷时数及设备数量计算 (8)5.4 冷却设备的选择 (8)5.5 可控气氛发生装置的选择 (8)5.6 辅助设备选择 (8)6 车间的组织和人员 (10)6.1 车间的组织与管理 (10)6.2 车间的人员及其数量 (10)7 车间的面积组成 (11)7.1 各类面积的组成 (11)7.2 车间面积概算 (11)8 车间的平面布置 (11)8.1 平面布置设计基本原则 (11)8.2 设备布置间距 (12)8.3 设备区域布置图 (12)9 热处理车间的采暖、通风、采光 (13)9.1 车间的取暖 (13)9.2 车间的通风 (13)9.3 车间的采光 (13)10 热处理车间厂房建筑 (13)10.1 建筑物的设计 (13)10.2 厂房出入口 (13)10.3 地面载荷及地面材料 (14)10.4 特殊构筑物及附属建筑物的设计 (14)11 热处理车间技术计算 (14)11.1 电力安装容量 (14)11.2 压缩空气 (15)11.3 蒸汽 (15)11.4 氧、乙炔 (15)11.5 生产用水 (15)11.6 燃料 (15)12 热处理车间经济分析 (15)12.1 车间基本投资计算 (15)12.2 热处理车间的技术经济指标 (16)12.3 热处理生产的成本分析 (16)13 车间生产安全与环境保护 (16)13.1 生产安全 (16)13.2 环境保护 (16)参考文献 (17)摘要随着我国工业化进程的快速推进，无论在冶金部门还是机械制造部门，需要热处理的金属工件数量日益增多，对热处理的质量要求也日益严格；在提高劳动生产率及降低热处理成本等方面也提出了新的要求。
真空热处理炉设计
1.设备结构和材料选择：
真空热处理炉的基本结构应该包括炉壳、绝热层、加热元件、冷却系统、真空系统和控制系统。
炉壳通常使用不锈钢材料制成，确保耐高温和抗腐蚀性能。
绝热层可以使用陶瓷纤维或耐火砖等材料，以保持炉体内高温环境的稳定性。
2.控制系统：
真空热处理炉的控制系统应具备温度、真空度和时间等参数的监测和调控功能。
温度控制通常采用热电偶或红外线传感器，并通过PID控制算法进行调节。
真空度的监测可以使用离子计、热阴极计或负荷阀等真空测量设备进行。
3.加热元件：
加热元件是实现炉体加热的关键组成部分，常用的加热元件包括电阻丝、石墨和电磁加热器。
这些加热元件应能够快速且均匀地提供热量，并具备较高的耐热性能。
4.真空系统：
真空系统主要包括真空泵和真空度控制装置。
真空泵的选择应根据炉体的尺寸和所需真空度进行，常用的真空泵有机械泵、扩散泵和栅极离子泵。
真空度控制装置可以通过电磁阀和流量计实现对真空度的调节。
5.安全保护：
6.能量消耗优化：
为了提高真空热处理炉的能效，可以考虑采用能量回收设备，如烟气热交换器和余热利用装置，以最大程度地回收炉体散发的热能。
最后需要指出，真空热处理炉的设计除了以上所述的几个方面外，还需要根据具体工艺要求和使用环境进行细致的设计和优化。
设计师应根据材料性质、工艺要求和经济可行性等因素综合考虑，以确保真空热处理炉能够满足客户需求，并在长期运行中保持高效、可靠和安全。
热处理炉施工组织设计引言概述：热处理炉是一种用于改变材料性质的设备，广泛应用于金属加工和创造业。
在热处理炉的施工过程中，合理的组织设计是确保施工顺利进行和质量可靠的关键因素之一。
本文将从施工组织设计的角度，详细讨论热处理炉施工的四个重要部份。
一、基础施工组织设计1.1 地基处理：热处理炉的基础施工是确保设备稳定性和安全性的基础。
在地基处理中，应进行地质勘察，评估地基承载能力，并采取相应的加固措施。
此外，还需要合理安排地基的排水系统，以防止地基沉降或者水浸。
1.2 基础材料选择：选择适当的基础材料对于热处理炉的稳定性和耐久性至关重要。
普通情况下，混凝土是最常用的基础材料。
在选择混凝土时，应考虑其抗压强度、耐火性和耐热性等因素，并根据实际情况进行配比设计。
1.3 基础施工工艺：在进行基础施工时，应按照设计要求进行施工工艺的选择和安排。
这包括基础的浇筑、振捣和养护等工艺，确保基础的平整度和强度达到设计要求。
二、炉体结构施工组织设计2.1 炉体材料选择：炉体结构的材料选择直接影响炉体的稳定性和耐久性。
普通情况下，炉体采用耐火材料，如耐火砖、耐火浇注料等。
在选择材料时，应考虑材料的耐高温性能、抗冷热循环性能和耐热震性能等因素。
2.2 炉体结构设计：炉体结构的设计应满足热处理工艺的要求，并考虑炉体的稳定性和安全性。
设计时应注意炉体的结构强度、密封性和热量传递等因素，并进行必要的计算和摹拟分析。
2.3 炉体施工工艺：在进行炉体施工时，应按照设计要求选择合适的施工工艺。
这包括炉体的砌筑、浇注和砌缝等工艺，确保炉体的结构完整和稳固。
三、加热系统施工组织设计3.1 加热设备选择：热处理炉的加热系统是实现热处理工艺的关键设备。
根据热处理工艺的要求，选择合适的加热设备，如电加热器、燃气加热器等，并确保其能够提供足够的加热功率和温度控制精度。
3.2 加热系统布局：加热系统的布局应考虑热处理炉的工艺流程和空间限制。
合理布置加热设备和热交换器，确保热量传递的均匀性和效率。
第9章 冷却设备及辅助设备第9章 冷却设备及辅助设备冷却设备包括淬火、缓冷、淬火校正、淬火成型和冷处理等操作所用的各种主要设备。
本章仅介绍常用的淬火设备的结构原理和基本设计计算步骤。
9.1 淬火槽一、非机械化淬火槽的基本结构淬火槽一般由槽体、介质供入和排出管、溢流槽等部分组成，较复杂的还另设有加热，冷却、搅拌和排烟防火等装置。
常用淬火槽的截面形状根据淬火件或夹具的形状尺寸确定，有长方形。
圆形或正方形。
在槽体上口边缘设有溢流槽，以容纳从槽内上浮溢流的热介质。
为使淬火介质在整个淬火槽内均匀流动，溢流槽最好分布在四周，生产上为简化结构，常设在后侧或左右侧。
在溢流槽下部设有介质排出管。
介质供入管设在槽底部侧壁上，有的伸入到槽内。
供入管距槽底有一定距离（100~200mm ），以免搅动槽底沉积的污物，在槽底下还设有事故排油管。
图9-1为置换冷却式淬火槽。
为提高淬火油或硝盐的流动性改善其冷却能力，或保持一定温度进行等温淬火和分级淬火，需设置淬火介质加热装置，常用的有管状电热元件或管状蒸气加热元件。
连续工作的淬火槽，应设有适当的冷却装置，以便将被淬火工件加热了的淬火介质冷却到原来工作温度。
自然冷却的效果很小，安放在地面上的淬火槽，介质冷却速度不超过3~5 ︒C/h ；安放在地坑中的淬火槽，则仅约1~2 ︒C /h 。
在淬火槽内四周或两侧装有蛇形管，连续通入冷却水来冷却淬火介质，有较好的效果，适用于中，小型淬火槽。
连续供入适宜温度的冷油来置换槽内的热油有最好的冷却效果，常需配备一套介质冷却系统。
搅拌淬火介质可提高介质运动速度，控制介质运动方向，使槽内介质温度均匀，并可冲破工件表面上的气泡，避免形成软点，还可防止淬火油过热变质，延长使用寿命。
淬火介质搅拌方法有螺旋桨搅动法和泵喷射法。
螺旋桨搅动法可使介质在槽内形图9-1 置换冷却式淬火槽1淬火槽；2 介质排出管；3 溢流槽；4 介质供入管；5 事故排油管成较强的对流，功率消耗较小，但槽内常需安设导向板，结构较复杂。
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，低合金钢等的淬火，调质以及退火，正火；（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950℃；（4）炉外壁温度小于60℃；（5）生产率：60kg/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。
已知炉子生产率h kg P 60=，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)(12020h 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：2015.012060m 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： 21588.085.05.085.0m 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 542.02084.12084.15.0588.05.0======（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 379.0542.07.07.0=⨯==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。
热处理炉施工组织设计引言概述：热处理炉是用于对金属材料进行热处理的设备，其施工组织设计直接影响到炉子的使用效果和安全性。
本文将就热处理炉施工组织设计进行详细探讨，从不同角度分析如何设计一个高效、安全的热处理炉。
一、炉体结构设计1.1 炉体材料选择：选择高温耐磨、耐腐蚀的材料，如合金钢、不锈钢等。
1.2 炉体结构设计：考虑到炉体的强度和稳定性，设计合理的结构，如加强筋、支撑等。
1.3 炉体隔热设计：采用隔热材料，如陶瓷纤维、耐火砖等，提高炉体的保温性能。
二、加热系统设计2.1 加热方式选择：根据热处理要求选择合适的加热方式，如电加热、燃气加热等。
2.2 加热控制系统设计：设计智能化的加热控制系统，确保炉温的准确控制。
2.3 加热均匀性设计：采取合理的加热布局和控制方式，保证炉内温度的均匀性。
三、冷却系统设计3.1 冷却介质选择：选择合适的冷却介质，如水、空气等，根据热处理要求进行设计。
3.2 冷却速度控制：设计合理的冷却系统，控制冷却速度，确保热处理效果。
3.3 冷却均匀性设计：考虑炉内冷却介质的流动性，设计合理的冷却系统，保证冷却的均匀性。
四、安全保护系统设计4.1 炉体安全防护：设计安全防护装置，如温度报警系统、漏电保护系统等，确保操作人员安全。
4.2 炉体气体排放系统设计：设计合理的气体排放系统，排除燃烧产生的有害气体，保护环境。
4.3 炉体紧急停机系统设计：设计紧急停机按钮或者系统，确保在紧急情况下及时停机，避免事故发生。
五、维护保养系统设计5.1 定期检查维护计划：制定定期的检查维护计划，确保炉体设备的正常运行。
5.2 防腐蚀措施设计：设计合理的防腐蚀措施，延长炉体的使用寿命。
5.3 紧急维修预案设计：制定紧急维修预案，确保在设备故障时能够及时维修，减少停机时间。
总结：热处理炉施工组织设计是一个复杂的工程，需要考虑到炉体结构、加热系统、冷却系统、安全保护系统和维护保养系统等多个方面。
惟独综合考虑这些因素，设计出高效、安全的热处理炉，才干保证炉子的正常运行和生产效果。
摘要热处理工艺是金属材料工程的重要组成部分，通过热处理可以改变材料的加工工艺性能，充分发挥材料的潜力，提高工件的使用寿命。
热处理不仅对锻造机械加工的顺利进行和保证加工效果起着重要作用，而且在改善或消除加工后缺陷，提高工件的使用寿命等方面起着重要的作用。
根据机床齿轮的使用条件和性能要求，本设计选择了30CrMnSi高强钢，并进行相应的热处理工艺设计，包括退火、调质、渗碳、回火等热处理，并通过控制加热温度、保温时间、冷却方式和冷却介质等方式达到机床齿轮所要求的性能，并简单的进行了30CrMnSi机床齿轮的热处理工艺以及生产车间的设计。
本设计采用的是810～830℃亚溫水冷淬火和570～650℃高温回火工艺，经亚温水冷淬火+高温回火处理后，可得到优良的力学性能，解决了淬火时由于油温度升高容易着火，油烟污染环境，工件容易高温氧化、材料表面容易脱碳等一系列问题。
并且节省了电能，缩短了淬火时间，提高了生产效率，具有较好的经济效益。
最后根据生产规模﹑车间产品、经济性﹑方便性﹑质量稳定性和便于管理等因素，确定车间设备。
关键词：热处理；30CrMnSi；机床齿轮；热处理炉；设计ABSTRACTHeat treatment technology is an important part of metal material engineering. Heat treatment can change the material processing technology performance. Give full play to the potential of the material. Improve service life of workpieces. Heat treatment not only plays an important role in the smooth machining of forging machinery and the guarantee of the machining effect. after improving or eliminating defects in machining. Improve the service life of the workpiece and so plays an important role.According to the use conditions and performance requirements of the machine tools. This design chose 30CrMnSi high strength steel，and the corresponding heat treatment process. Including annealing，tempering，carburizing，other heat treatment. The performance of the machine tools is achieved by controlling the heating temperature，holding time，cooling way and cooling medium. The heat treatment technology of the 30CrMnSi machine tool and the design of the production workshop are simply carried out. The design uses 810 ~ 830℃ of subcritical water quenched and 570 ~ 650℃high temperature tempering process. After the treatment of cold water quenching and high temperature tempering，excellent mechanical properties can be obtained. To solve the quenching due to the oil temperature rise is apt to catch fire and fumes pollute the environment，the workpiece is easy to oxidation at high temperature，material surface is easy to decarburization in a series of problems and save energy，shorten the quenching time，improve the production efficiency，and have good economic benefits. Finally，according to the production scale，workshop product，economy，convenience，quality stability and ease of management and other factors，determine the workshop equipment.KEYWORDS: Heat treatment；30CrMnSi；Machine tool gear；heat treatment furnaces；design目录1 综述 (1)1.1 热处理的特点： (1)1.2 国内外热处理的发展 (1)1.2.1 国内热处理的发展 (1)1.2.1 国外热处理的发展 (3)1.3 齿轮概况 (7)1.3.1 齿轮传动机构的特点及分类 (7)1.3.2 齿轮材料的选择 (8)1.3.3 齿轮的热处理 (9)2 车间产品方案的确定 (11)2.1 产品方案列表 (11)2.2 机床齿轮常用钢及热处理工艺 (12)2.3 典型产品 (13)2.3.1 30CrMnSi (13)2.3.2 典型产品材料 (13)3 典型产品的热处理工艺 (15)3.1 30CrMnSi热处理工艺特性 (15)3.1.1 30CrMnSi 钢热处理后的硬度 (15)3.1.2 不同工艺热处理后的力学性能 (15)3.2 30CrMnSi热处理工艺性能要求 (16)3.2.1 齿轮的疲劳寿命 (16)3.2.2 齿轮的服役要求 (17)3.330CrMnSi热处理的选择 (17)3.3.1 预备热处理的工序及热处理工艺的选择 (17)3.3.2 最终热处理的工序位置及热处理工艺的选择 (18)3.3.3 30CrMnSi热处理工艺的制定 (18)4 热处理设备的选择 (21)4.1 车间主要设备选择 (21)4.1.1 选择设备应遵循的原则 (21)4.1.2 炉型的选择 (22)4.2 车间辅助设备的选择 (24)5 热处理电阻炉的设计 (27)5.1 炉型的选择 (27)5.2 炉膛尺寸的确定 (28)5.2.1 炉底面积的确定 (28)5.2.2 炉膛高度的确定 (30)5.2.3 炉体结构设计 (30)5.3 砌体平均表面积计算 (31)5.4 炉子功率的计算 (32)5.4.1 根据经验公式计算炉子功率 (32)5.4.2 根据热平衡计算炉子的功率 (32)5.4.3 炉墙散热 (34)5.4.4 炉顶散热 (37)5.4.5 炉底散热 (39)5.4.6 整个炉体散热 (40)5.5 炉子热效率计算 (43)5.6 炉子空载功率计算 (43)5.7 空炉升温时间计算 (44)5.7.1 炉墙及炉顶蓄热 (44)5.7.2 炉底蓄热计算 (45)5.7.3 炉底板蓄热 (46)5.8 功率的分配与接线 (47)5.9 电热元件材料选择及计算 (47)5.9.1 图表法 (47)5.9.2 理论计算法 (47)6 车间组织和经济技术指标 (52)6.1 车间劳动组织与人员配备 (52)6.2 热处理车间技术经济指标主要数据计算 (53)6.3 电力的计算 (54)6.3.1 工艺用电 (54)6.3.2 动力用电计算 (56)6.3.3 照明用电计算 (56)6.3.4 车间总用电量 (57)6.4 车间环境保护 (57)6.4.1 车间生产的有害物质 (57)6.4.2 环境中有害物质的允许量 (57)6.4.3 车间环境保护措施 (59)7 镁合金的性能特点与发展 (60)7.1 镁合金的概述 (60)7.2 镁及镁合金的性能特点 (60)7.3 镁合金的分类 (62)7.3.1 按照合金的化学成分 (62)7.3.2 按照镁合金的成形工艺 (62)7.4 镁合金的成型工艺 (63)7.4.1 铸造 (63)7.4.2 塑性成型 (63)7.4.3 连接成型 (64)7.5 镁合金的研究进展 (65)7.5.1 新型镁合金研究现状 (65)7.5.2 镁合金新型塑性成形技术 (66)7.5.3 镁合金压铸技术的新发展 (67)7.5.4 镁合金的其他新型铸造成形技术 (67)结论 (68)致谢 (69)参考文献 (70)图表清单表1.1 特殊热处理方法的实验用钢成份 (5)表1.2 特殊热处理与普通热处理对低碳锰钢性能的影响 (6)表1.3 齿轮传动机构的分类 (8)表2.1 产品方案列表 (11)表2.2 机床齿轮常用钢及热处理工艺 (11)表2.3 30CrMnSi的化学成分 (13)表2.4 30CrMnSi相变温度 (13)表3.1 不同热处理工艺的硬度值 (14)表3.2 不同工艺热处理后的力学性能 (14)表3.3 影响疲劳强度的因素 (15)图3.1 齿轮实体简化模型 (15)图3.2 30CrMnSi齿轮正火工艺 (17)图3.3 30CrMnSi齿轮渗碳工艺 (18)图3.4 30CrMnSi齿轮亚溫淬火和高温回火工 (19)表4.1 RX3-75-9箱式电阻炉技术数据 (21)表4.2 RQ3-65-9井式渗碳炉炉技术数据 (22)表4.3 GP60-CR13-2高频淬火机床主要技术数据 (22)表4.4 RJ2-55-6井式电阻炉技术数据 (23)表4.5 Q3525A型抛丸清理转台的技术规格 (24)表4.6 Y41－40液压校正机的技术规格 (25)表5.1 常用热处理炉的实际生产率 (27)表5.2 各种热处理炉的单位炉底面积生产率 (28)表5.3 纯铁和钢的平均比热容 (32)图5.1 炉墙结构图 (33)表5.4 热处理炉常用耐火材料和保温材料 (34)表5.5 普通硅酸铝耐火纤维热导率 (34)表5.6 炉墙外表面对车间的综合传热系数表 (35)表5.7 空气和某些气体平均比热容 (41)表5.8 炉子功率与电热元件(0Cr25Al5)参数 (47)表5.9常用金属电热材料性能 (47)表5.10 螺旋电热元件绕制尺寸 (50)表6.1 每台设备每班生产工人数 (51)表6.2 热处理车间主要技术指标 (53)表6.4 水中有害物质的允许量 (57)表6.5 大气中有害物质的允许量 (57)1 综述1.1 热处理的特点热处理是机械制造业中一项很重要的工艺。
热处理设备设计的方法1、设计的初始资料设计前，应明确该项目的最基本的条件和要求。
（1）热处理件的特性，主要指处理件的品种、名称，零件的结构尺寸、重量、材质和技术要求，以及最大件的尺寸和最大件的重量。
（2）热处理件生产的任务，主要指各品种的任务，年生产任务（kg／a）。
（3）热处理工艺，主要指热处理工艺的种类、热处理工艺曲线、热处理气氛及热处理淬火要求等。
（4）热处理生产要求，主要指与其他工序的生产关系、机械化程度、自动化程度及应用计算机控制的要求。
（5）能源种类，主要指电力容量，燃料配备及水、气的供应等情况。
（6）车间工作制度，工作班次。
（7）对生产安全的要求。
（8）地理、气象条件。
2、设备方案拟定详细分析设计初始资料的基础上，拟定设备的总体结构方案，选择炉型。
（1）设备类型及作业方式根据热处理件的特性及热处理技术要求，首先判断选择何种类型热处理工艺方案和设备，是采用整体加热的热处理炉，还是表面加热装置。
根据产品生产与其他工序的生产关系及生产批量，判断该设备是否与其他工种或工序组成生产线，与其他工序的生产如何衔接，如辊锻加工与热处理衔接及锻造余热利用的衔接；判断是否组成热处理全过程的生产线，包括淬火、清洗、回火等工序，选用连续式炉，或间歇式设备柔性生产线，或间歇式设备。
确定设备的基本形式。
（2）工件在加热过程中的输送方法根据热处理件的特征及生产批量和要求，确定设备机械化程度，选择合适的输送机械。
（3）电热元件或燃烧装置根据生产提供的能源条件，确定电热元件或燃烧装置的结构方案。
首先应考虑该设备主要是依靠辐射还是对流加热。
对流加热的炉子应确定气流循环的方式。
辐射加热的炉子应确定工件是否许可单面加热，或上下两面加热，或两侧加热，以确定电热元件及燃烧装置的布置。
根据热处理气氛状态，确定电热元件或烧嘴是直接布置在炉膛内，还是选用辐射管。
对于燃料炉，确定燃烧装置的类型、预热器的结构、余热利用和排烟方式等方案。
目录1 前言 (1)1.1本设计的目的、意义 (1)1.1.1 本设计的目的 (1)1.1.2 本设计的意义 (1)1.2本设计的技术要求 (1)1.2.1 用途 (1)1.2.2 使用条件 (1)1.3本领域的发展现状 (1)1.4本领域存在的问题 (2)1.5本设计的指导思想 (2)2 设计说明 (3)2.1炉型的选择 (3)2.2确定炉体结构和尺寸 (3)2.2.1 炉底面积的确定 (3)2.2.2 炉底直径的确定 (3)2.2.3 炉膛高度的确定 (3)2.2.4 炉衬材料及厚度的确定 (4)2.2.5 砌体平均表面积计算 (4)2.2.6 炉顶平均面积 (4)2.2.7 炉墙平均面积 (5)2.2.8 炉底平均面积 (5)2.3计算电阻炉功率 (5)2.3.1 求热流 (6)2.3.2 验算交界面上的温度 (7)2.3.3 验算炉壳温度 (7)2.3.4 计算炉体散热损失 (7)2.3.5 开启炉门的辐射损失 (7)2.3.6 开启炉门溢气热损失 (8)2.3.7 其他热损失 (8)2.3.8 热量总支出 (9)2.3.9 炉子安装功率 (9)2.4炉子热效率计算 (9)2.4.1 正常工作时的效率 (9)2.4.2 在保温阶段 (9)2.5炉子空载功率计算 (9)2.6空炉升温时间计算 (9)2.6.1 炉墙及炉顶蓄热 (10)2.6.2 炉底蓄热计算 (11)2.6.3 炉底板蓄热 (12)2.7功率的分配与接线 (12)2.8电热元件材料选择及计算 (12)3 设计成果 (15)3.1炉子技术尺寸 (15)3.2装配图 (15)3.3电阻丝 (16)3.4电动机零件图 (16)3.5控制电路图 (17)致谢............................................................................................................. 错误！未定义书签。
参考文献 (18)1前言1.1本设计的目的、意义1.1.1本设计的目的在经过学校三年多的系统学习，我已经对专业所含的课本知识有了一定的了解，但是却没有经过对专业内容进行整合式的训练，我对于对热处理设备专业知识的理解只局限于课本内的知识，但是缺乏变通，在以后的工作中会遇到很多问题。
鉴于这些原因，学院组织安排了这次可能设计环节。
帮助我们了解某些问题实际和课本所学是不一样之处，减少我们在以后工作中犯错的次数，并训练我们的整合能力。
1.1.2本设计的意义本设计通过安排我们独立设计不同类型的热处理炉，帮助我们提高对于热处理电阻炉的理解，使我们的知识不在局限于课本，帮助我们开拓思维以及为以后的工作和学习奠定基础。
1.2本设计的技术要求1.2.1用途该型井式回火炉是节能型周期作业式工业电炉，供用于长轴、连杆、索具等悬挂加热型工件和一般金属机件在空气中进行回火，也适用于铝合金压铸件、活塞、铝板等轻合金机件淬火、退火、时效热处理之用。
1.2.2使用条件该电阻炉额定功率为55kW，使用温度为300~650℃；热处理炉最高工作温度650℃，炉外壁最高温度60℃；热处理工艺为回火及轻金属淬火、退火、时效。
最大装炉量为750 kg；空炉升温时间为：≤2h；车间供电电压：380V。
1.3本领域的发展现状经过多年的发展，低温井式回火电阻炉领域已经有了很了很好的发展，现在的普通的低温井式回火电阻炉已经具备了如下的特点：（1）电炉设有大型通风机装置，提高炉内温度均匀性；（2）电炉分多区控制，进一步提高炉温均匀性；1第页（3）炉膛内带不锈钢导风桶；（4）炉盖启闭采用行车起吊或自动液压开闭机构，且带有导向柱，保证炉盖启闭平稳；（5）炉盖与炉体采用耐高温纤维棉制作，炉体保温性能好，节约能源，降低生产成本；（6）无污染，环保效益好；（7）保温效果好，空炉升温时间短。
1.4本领域存在的问题（1）通入易燃气氛的电阻炉，若无相应的报警和必要的联锁装置，会发生爆炸；（2）炉壳外面的裸露电热体具有危险性，需进一步改善；（3）控制气氛电阻炉配备的气体流量计和压力表灵敏度需进一步提高。
1.5本设计的指导思想通过本次设计，了解低温井式回火电阻炉的基本结构，掌握热处理炉设计地基本方法，设计一种在性能好的前提下，尽量减少产品的制造成本的可用的热处理炉。
2 设计说明2.1 炉型的选择根据本次设计训练任务给出的任务特点，按要求选用低温井式回火电阻炉。
2.2 确定炉体结构和尺寸2.2.1 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：由预估的年生产100吨，作业制度为二班制生产则生产率:h kg h kg P 41.673008100103=⨯⨯=选择井式炉用于回火时的单位面积生产率20100m kg p=故可求得炉底有效面积20142.010067.14m P P F ===由于有效面积与炉底总面积存在关系式85.0~75.01=F F取系数上限 得炉底实际面积210.4985.024.085.0m F F ===2.2.2 炉底直径的确定由公式得：m FD D r F 0.7314.30.4244422=⨯==⇒==πππ 2.2.3 炉膛高度的确定由于加热式工件的最大长度小于500mm ，工件距炉顶和炉底各约150mm~250mm 则炉膛高度：m mm H 0.11000250250500==++=2.2.4 炉衬材料及厚度的确定炉衬由耐火层和保温层组成，对于650℃的井式炉，用一层轻质粘土砖作为耐火层，硅藻土砖及蛭石粉作保温层，在炉膛底部应干铺一层粘土砖作为炉底。
对于深度较大的炉子，在耐火层与炉口砖之间应当留15~25mm 膨胀缝，炉膛底部应留有清除氧化皮的扒渣口，炉衬外有炉壳保护。
综上所述，炉墙采用100mmQN-1.0轻质粘土砖；80mm 密度为250mm 3m kg 普通硅酸铝纤维毡；100mmB 级硅藻土砖。
炉顶采用115mmQN-1.0轻质粘土砖；80mm 密度为2503m kg 的普通硅酸铝纤维毡；230mm 蛭石粉。
炉底采用QN-1.0轻质粘土砖(206⨯)mm ；50mm 密度为2503m kg 的普通硅酸铝纤维毡；150mmB 级硅藻土砖和蛭石粉复合炉衬。
炉壳用5mm 钢板制作。
2.2.5 砌体平均表面积计算mm mm mm D D 2901560037)00180001(2=+=++⨯+=外 拱角底外h C f H H +++=mm mm C 20350150206=++⨯=底mm D R f 98)30cos 1(730)30cos 1()30cos 1(=︒-⨯=︒-=︒-= mm mm h 1632)2511()206(=⨯+++=拱角 mm mm H 7341341203891000=+++=外2.2.6 炉顶平均面积220.560.73614.3262m D R F =⨯⨯=∙=π顶内2222 1.120.7314.3461461m m R F =⨯⨯⨯=∙=π顶外220.810.561.12ln 0.561.12lnm m F F F F F =-=-=内外内外顶均2.2.7 炉墙平均面积22 2.3200.137.014.322m m H r F =⨯⨯⨯=⨯=内内墙内π 22 6.98734.164.014.322m m H r F =⨯⨯⨯=⨯=外外墙外π 224.232.326.98ln 2.326.98ln m m F F F F F =-=-=内外内外墙均 2.2.8 炉底平均面积222243.037.014.3m m r F =⨯==内底内π222229.164.014.3m m r F =⨯==外底外π 220.7843.029.1ln 43.029.1ln m m F F F F F =-=-=内外内外底均2.3 计算电阻炉功率根据热平衡计算炉子功率 （1）加热工件所需的热量Q 件工件在650℃及20℃时比容分别为：c 件2=0.836kJ/(kg·℃)，c 件1=0.486kJ(kg·℃)。
Q 件=p （c 2t 2-c 1t 1）= 41.67×(0.836×650-0.486×20)=22238.45kJ/h （2）Q 辅 = 0 （3）Q 控 = 0（4）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 =∑=+-ni s ii in F s t 111t λ对于炉墙散热，如图2-1所示，首先假定界面上的温度及炉壳温度，t ’2墙=550℃，t ’3墙=200℃，t ’4墙 =60℃，则耐火层s 1的平均温度 t s1均=2550650+=600℃，硅酸铝纤维层s 2的平均温度t s2均=2025505+=400℃,硅土砖s 3的平均温度t s3均=26250+=155℃， s 1、s 3层炉衬的热导率：λ1=0.294+0.212×10-3t s1均=0.294+0.212×10-3×600=0.421W/(m ·℃) λ3=0.131+0.23×10-3t s3均=0.131+0.23×10-3×155=0.167W/(m ·℃)图2-1 炉衬材料示意图普通硅酸铝纤维的热导率，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=425℃,得 λ2=0.090W/(m ·℃)。
当炉壳温度为60℃，室温为20℃，经近似计算得α∑=12.17W/(m 2·℃) 2.3.1 求热流q 墙=∑++αλλ1s λs t -t 332211ag s=17.121167.0001.0090.0080.0421.0001.020065+++-=348.57W/m 22.3.2 验算交界面上的温度t 2墙=t 1-q 墙11s λ=650-348.57×421.0001.0=567.2℃Δ='2'22t t t 墙墙墙-=505505567.2-=3.1%Δ<5%，满足设计要求，不需重算t 3墙=t 2墙 - q 墙33s λ=567.2–348.57×090.0080.0=257.4℃ Δ = '333t 't t 墙墙墙-=025502257.4-=3.0% Δ<5%,也满足设计要求，不需重算。
2.3.3 验算炉壳温度t 4墙 = t 3墙33λs = 257.4– 348.57×671.0001.0=48.7℃<60℃满足要求。
