热处理炉课程设计毕业设计论文
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题目:高温箱式加热炉设计专业:机械设计制造及其自动化学生:鲍旋军(签名)指导教师:尚可超(签名)摘要金属热处理是机械制造中的重要工艺之一,与其他加工工艺相比,热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分,而是通过改变工件内部的显微组织,或改变工件表面的化学成分,赋予或改善工件的使用性能。
其特点是改善工件的内在质量,而这一般不是肉眼所能看到的。
文中主要介绍了热处理炉常用的耐火材料,保温材料的种类和特点。
介绍了热处理炉的结构,设计,以及相关的计算。
同时,介绍了电热元件材料的一般性能,以及相关的计算与设计。
为了实现节能的效果,文中还简要的介绍了当今箱是炉主要的节能方法和途径。
关键词:箱式,高温热处理,节能。
Subject: Box-Tpye High Heat Treatment FurnaceABSTRACTMetal heat treatment is one of the important arts and crafts in machinery manufacturing, compared with other treatment, it usually don't change the shape and the whole piece, but by changing the chemical composition of the microstructure, or a change in the chemical composition of workpiece surface, or to improve performance of workpiece.Its characteristic is that to improve the quality of workpiece, which is generally not naked eye can see.This paper mainly introduces the common heat treatment furnace refractories, insulation materials and features.And i ntroduces the structure, design of heat treatment furnace, and related calculation.In order to realize the energy saving effect, this paper has briefly introduced the current mainly energy saving method of box-tpye high heat treatment furnaceKeyword:Box-Tpye ,High Heat Treatment,Energy –saving目录第一章绪论 (1)第二章热处理基础知识 (3)2.1热处理原理 (3)2.2热处理的主要工艺 (3)2.3 热处理设备 (4)第三章炉体材料 (6)3.1耐火材料 (6)3.2轻质耐火材料和绝热材料 (8)第四章高温箱式热处理炉的结构设计 (10)4.1 炉子结构设计 (10)4.1.1 炉膛尺寸的确定 (10)4.1.2 炉墙的砌筑 (11)4.1.3 炉顶的砌筑 (11)4.1.4 炉门的设计 (12)4.1.5 炉衬材料和厚度的确定 (13)4.2 钢结构的确定 (13)第五章热处理炉电热体设计 (17)5.1 电热元件材料 (17)5.1.1电热元件材料应具有的性能 (17)5.1.2 各种电热材料的特性 (18)5.2电炉功率的确定 (19)5.3电热体尺寸及位置的确定 (23)5.3.1 电阻炉的接线方法的设计 (23)5.3.2 电热体的确定 (25)5.3.3 电热体的布置 (26)第六章箱式热处理炉的节能 (28)结论 (29)致谢 (30)参考文献 (31)第一章绪论金属热处理是机械制造中的重要工艺之一,与其他加工工艺相比,热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分,而是通过改变工件内部的显微组织,或改变工件表面的化学成分,赋予或改善工件的使用性能。
中频感应加热炉毕业设计引言中频感应加热炉是一种常见的工业加热设备,广泛应用于金属材料的加热、熔化和热处理等领域。
在本毕业设计中,我们将设计并实现一个中频感应加热炉,用于对金属材料进行加热实验。
本文将详细介绍设计方案和实施步骤。
设计方案系统结构中频感应加热炉由主机、感应线圈、冷却系统和控制系统等部分组成。
主机负责产生中频电流,通过感应线圈将能量传输到被加热物体上。
控制系统用于控制加热过程的参数和监测系统状态。
冷却系统用于保持设备工作时的温度,避免过热。
设计要点•输出功率调节:设计中频感应加热炉时需要考虑到不同材料的加热需求。
因此,要设计一种能够调节输出功率的机制,以便根据需要对被加热物体进行目标加热。
•温度控制系统:为了确保被加热物体加热至预定温度并保持稳定,需设计一个有效的温度控制系统。
可以采用PID控制算法对加热过程进行精确控制。
•安全保护机制:为了保证操作人员和设备的安全,需要设计多种安全保护机制,如过流保护、过热保护和过载保护等。
•易操作性:考虑到用户的使用体验,设计中频感应加热炉时应尽量简化操作界面,提供直观的操作指导和提示信息。
实施步骤1.梳理需求:明确实验要求和目标,确定所需材料和加热温度范围等。
2.选型和采购:根据需求和预算,选择适合的主机、感应线圈、冷却系统和控制系统等设备,并进行采购。
3.组装设备:根据设备说明书,按照标准流程组装设备,并进行连接和布线。
4.编写控制程序:根据需求,编写中频感应加热炉的控制程序。
该程序应具备调节功率、温度控制和安全保护等功能。
5.调试和测试:对设备进行调试和测试,通过加热实验验证设备功能和效果。
6.优化和改进:根据测试结果,对设备进行优化和改进,提高工作效率和加热质量。
结论通过本毕业设计项目,我们成功设计并实现了一个中频感应加热炉,用于金属材料的加热实验。
该设备具有输出功率调节、温度控制、安全保护和易操作性等特点。
在未来的工业应用中,该设备可以广泛应用于金属材料的加热和热处理领域,具备一定的商业价值。
热处理炉设计范文热处理炉(Heat treatment furnace)是一种用于加热金属材料以改变其物理和化学性质的设备。
热处理炉可以用于不同的热处理工艺,例如退火、淬火、回火、固溶处理等。
1.加热元件:热处理炉通常使用电加热元件进行加热。
常见的电加热元件包括电阻丝、电加热棒和电加热管。
设计时需要考虑加热元件的选择和排布,以确保加热的均匀性和效率。
2.温度控制系统:热处理炉需要精确的温度控制系统来保持恒定的加热温度。
常见的温度控制系统包括热电偶、温度传感器和温度控制器。
设计时需要选择合适的温度探测器和控制器,并确保其准确性和稳定性。
3.炉体结构:炉体结构需要具备良好的隔热性能和机械强度。
常见的炉体材料包括耐火砖、耐火纤维和金属材料。
设计时需要选择合适的材料,并考虑炉体的结构强度和隔热性能。
4.气氛控制:一些热处理过程需要控制炉内的气氛,例如氧化、氮化或还原等。
设计时需要考虑气氛控制系统的集气、供气和排气系统,并确保气氛的稳定性和均匀性。
5.安全性:不同热处理工艺对热处理炉的设计有不同的要求。
以下是几种常见的热处理工艺及其对炉体设计的要求:1.退火:退火过程需要炉内温度均匀且稳定。
设计时需要考虑退火炉的加热元件选择和排布,以及炉体的隔热性能和稳定性。
2.淬火:淬火过程需要快速冷却材料以获得所需的物理性能。
设计时需要考虑淬火炉的冷却介质供应和排放系统,并确保冷却介质的传热效率和冷却速度。
3.回火:回火过程需要对材料进行加热至特定温度,保持一段时间后冷却。
设计时需要考虑回火炉的加热和冷却系统,以及回火炉的温度控制和稳定性。
4.固溶处理:固溶处理过程需要将材料加热至特定温度,并保持一段时间以实现原子扩散和固溶。
设计时需要考虑固溶处理炉的加热和保温系统,以及固溶处理炉的温度控制和稳定性。
在设计热处理炉时,还需要考虑工艺流程的成本效益和环境影响。
设计时需要选择合适的材料和设备,并进行能耗和排放的评估。
同时,还需要考虑炉体的维护和维修问题,以保证设备的长期稳定运行。
加热炉毕业设计论文(借鉴分享)目录1.文献综述 (1)1.1加热炉的概念及分类 (1)1.1.1加热炉的概念 (1)1.1.2加热炉的分类 (1)1.2加热炉的一般组成部分 (2)1.2.1炉膛(工作室) (2)1.2.2烟道、烟闸与烟囱 (4)1.2.3炉子基础与钢结构 (5)1.3炉子热平衡及燃料消耗 (5)1.3.1基本概念 (5)1.3.2炉子燃料消耗 (6)1.3.3燃料变化后燃料消耗量的变化 (6)1.4炉子生产率及影响因素 (6)1.4.1概述 (6)1.4.2热工因素对炉子生产率的影响 (7)1.4.3工艺因素对炉子生产率的影响 (8)1.5提高炉子热效率的途径 (9)1.5.1减少炉膛废气带走的热量 (9)1.5.2烟气余热的回收 (9)1.6加热炉的现状及发展趋势 (10)1.6.1概述 (10)1.6.2工业炉的提高和改进措施。
(10)2.方案论证 (14)2.1设计方案 (14)2.2方案论证 (15)2.2.1炉型的选择 (15)2.2.2装出料方式 (15)2.2.3供热方式 (15)2.2.4烧嘴的布置与选型 (15)2.2.5换热器结构 (15)3.热工计算 (16)3.1原始技术数据 (16)3.2热工计算 (16)3.2.1燃料燃烧计算 (16)3.2.2炉膛热交换计算 (19)3.2.3金属加热时间计算 (22)3.2.4炉子主要尺寸的计算 (28)3.2.5炉膛热平衡与燃料消耗计算 (31)3.2.6煤气烧嘴的选用 (36)3.2.7空气换热器设计计算 (37)3.2.8空气管路阻力损失及鼓风机的选择 (44)3.2.9烟道阻力损失及烟囱计算 (50)结论 (55)致谢 (56)参考文献 (57)英文原文 .............................................. 错误!未定义书签。
英文翻译 .............................................. 错误!未定义书签。
加热炉毕业设计摘要加热炉是一种常见的工业设备,广泛应用于冶金、化工、建材等领域。
它的主要作用是将物体加热至所需温度,以满足生产过程中的加热需求。
本文将从设计原理、结构特点和应用前景三个方面对加热炉的毕业设计进行摘要。
设计原理方面,加热炉的工作原理可以简单概括为能量传递和转换。
加热炉通过加热元件(如电阻丝、燃烧器等)提供能量,将能量传递给被加热物体,使其温度升高。
在能量传递过程中,加热炉还会将电能或燃料能转换为热能,实现能量的转换。
设计师需要根据被加热物体的性质和加热要求,选择合适的加热元件和能量转换方式,以达到高效、稳定的加热效果。
结构特点方面,加热炉的结构设计需要考虑多个因素。
首先是加热室的结构,通常采用耐高温材料制成,以承受高温环境下的热膨胀和热应力。
其次是加热元件的布置方式,要保证加热均匀、温度控制准确。
同时,还需要考虑加热炉的绝热层设计,以减少能量损失和外界温度对加热效果的影响。
此外,加热炉还需要考虑安全性和操作便利性,如设置温度控制系统、安全保护装置等。
应用前景方面,随着工业技术的不断发展,加热炉在各个领域的应用前景广阔。
在冶金行业,加热炉可以用于金属材料的热处理、熔炼和铸造等工艺过程。
在化工行业,加热炉可以用于催化剂的活化、化学反应的加热和蒸馏等过程。
在建材行业,加热炉可以用于砖瓦的烧制、玻璃的熔化和混凝土的硬化等工艺过程。
此外,加热炉还可以应用于电子、食品、医药等行业,满足不同领域的加热需求。
总结起来,加热炉的毕业设计涉及到设计原理、结构特点和应用前景三个方面。
设计师需要根据被加热物体的性质和加热要求,选择合适的加热元件和能量转换方式,以实现高效、稳定的加热效果。
加热炉的结构设计需要考虑加热室、加热元件和绝热层等因素,以保证加热均匀、温度控制准确。
随着工业技术的不断发展,加热炉在冶金、化工、建材等领域的应用前景广阔,可以满足不同行业的加热需求。
加热炉的毕业设计将为工业生产提供更加高效、稳定的加热解决方案,推动工业技术的进一步发展。
西安航空职业技术学院毕业设计(论文)论文题目:驱动轮轴热处理工艺设计所属系部:航空材料工程学院指导老师:李艳职称:学生姓名:胡天龙班级、学号:12806218 专业:金属材料与热处理技术西安航空职业技术学院制年月日目录1. 前言 (4)2 驱动轴材料与热处理工艺概况 (5)2.1 驱动轴的简介 (5)2.2 拖拉机驱动轴的服役条件和失效形式 (6)2.3 拖拉机驱动轴的性能要求 (7)2.4 驱动轴热处理工艺概况 (7)3 35CrMo的基本性质 (8)3.1 35CrMo的化学成分及力学性能 (8)3.2 合金元素的作用...................................... .9 3.2.1 35CrMo刚中硅元素的作用 (9)3.2.2 35CrMo刚中铬元素的作用 (9)3.2.3 35CrMo刚中锰元素的作用 (10)3.3 组织转变及淬透性 (11)4. 拖拉机驱动轴生产工艺路线及分析 (13)4.1 拖拉机驱动轴的选材 (13)4.2 35CrMo热处理工艺性 (13)4.3 35CrMo拖拉机驱动轴工艺路线热处理方案分析 (13)4.4 热处理工艺的确定 (16)4.5 热处理常见的缺陷及防护措施 (17)4.5.1 氧化和脱碳 (17)4.5.2 过热和过烧 (18)4.5.3 淬火硬度不够 (18)4.5.4 变形和开裂 (19)4.5.回火缺陷 (20)4.6 热处理工艺及曲线图 (21)4.6.1 正火工艺的制定 (21)4.6.2 淬火工艺的制定 (21)4.6.3 回火工艺的制定 (22)4.7 金相分析 (23)4.7.1 正火热处理的金相分析 (23)4.7.2 调原始组织为热处理的金相组织 (24)5 质量检验 (24)5.1 检验项目 (24)5.1.1 硬度 (25)5.1.2 变形 (25)5.1.3 外观 (25)5.2 评定标准 (25)设计总结 (31)致谢 (32)参考文献 (33)1 前言本毕业设计是在《材料科学基础》《热处理原理》《热处理工艺》和《金属材料学》等课程学习的基础上并且结合本人在校期间学校组织的实习经历,是理论与实际相结合所完成的。
毕业设计(论文)说明书课题名称:加热炉设计毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名:日期: -指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名:日期:学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日注意事项1.设计(论文)的内容包括:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论7)参考文献8)致谢9)附录(对论文支持必要时)2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。
目录1 设计任务 (1)2 炉型的选择 (1)3 确定炉体结构和尺寸 (1)3.1炉底面积的确定 (1)3.2炉底长度和宽度的确定 (2)3.3炉膛高度的确定 (2)3.4炉衬材料及厚度的确定 (3)4 砌体平均表面积计算 (3)4.1砌体外廓尺寸 (3)4.2炉底的平均面积 (4)4.3炉墙平均面积 (4)4.4炉底平均面积 (4)5 计算炉子功率 (4)5.1根据经验公式计算炉子功率[1] (4)5.2根据热平衡计算炉子功率 (5)5.2.1加热工件所需的热量Q件 (5)5.2.2通过炉衬的散热损失Q散 (5)5.1炉墙结构示意图 (6)5.2.3开启炉门的辐射热损失 (8)5.2.4开启炉门溢气热损失 (9)5.2.5其他热损失 (9)5.2.6热量总支出 (9)5.2.7炉子安装功率 (9)5.2.8炉子热效率计算 (10)5.2.9炉子空载功率计算 (10)6 空炉升温时间的计算 (10)6.1炉墙及炉顶蓄热 (10)6.2炉底蓄热计算 (11)6.3炉底板蓄热 (12)6.4升温时间 (12)7 电热元件的选用与功率计算 (13)7.1功率计算 (13)7.2电热元件材料选择及计算 (13)7.3理论计算法 (13)7.3.1 求950℃时电热元件的电阻率ρt (13)7.3.2 确定电热元件表面功率 (14)7.3.3 每组电热元件功率 (14)7.3.4 每组电热元件端电压 (14)7.3.5 电热元件直径 (14)7.3.6 每组电热元件长度和重量 (15)7.3.7 电热元件的总长度和总重量 (15)7.3.8 校核电热元件表面负荷 (15)7.3.9 电热元件在炉膛内的布置 (15)热处理箱式电阻炉课程设计1 设计任务设计一台箱式电阻热处理炉。
其技术条件:用途:处理对象为20CrMnMo齿轮轴热处理淬火处理;生产率:180 kg/h;工作温度:最高使用温度≤950˚C;特点:长时间连续生产;批量:每次5件2 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。
2012届分类号:单位代码:10452本科毕业设计我的机械设计师职业生涯规划——保温式离子热处理炉的设计姓名张鹏程学号0505年级2008专业机械设计制造及其自动化系(院)机械工程学院指导教师李秋实2011年12月10日目录第一部分 0我的机械设计师职业生涯规划 01自我认知 0个人基本情况 0职业能力及适应性 0个人特质 0自我分析小结 (1)2外部坏境认知 (1)家庭环境分析 (1)社会环境分析 (1)职业预备期 (1)第二部分 (3)保温式离子热处理炉的设计 (3)1绪论 (5)化学热处理 (5)离子化学热处理的基本原理 (6)离子热处理炉的主要结构 (7)离子热处理设备的发展和现状 (8)2真空保温式热处理炉的结构与设计 (10)保温式离子热处理炉主要特点 (10)筒体的设计 (10)筒体材料的选择 (10)筒体外形及厚度的确定 (11)封头的设计 (13)封头材料的选择 (13)封头外形及厚度的确定 (13)保温层的计算 (15)保温材料的选择 (15)保温层厚度的计算 (16)观察窗的设计 (17)自行设计观察窗 (18)观察玻璃的选择 (18)冷却系统的设计 (18)冷却方式的选择 (18)风道的结构设计 (19)隔热板的设计 (19)隔热板设计要求 (19)隔热板的确定 (19)大底盘的设计 (20)3 真空系统的设计 (22)真空系统的组成 (22)真空系统的类型 (22)低真空系统 (22)中真空系统 (22)高真空系统 (22)超高真空系统 (22)密封系统的设计 (23)密封型式的确定 (23)密封材料的确定 (23)密封设计 (24)泵的选择及计算 (25)泵的设计要求 (25)泵的确定 (26)抽气时间计算 (26)液压系统的组成 (29)液压传动的应用 (30)系统设计 (30)液压泵站设计 (32)参考文献 (35)谢辞 (36)第一部分我的机械设计师职业生涯规划1自我认知个人基本情况个人性格:本人性格温和,稳重,乐观,自信,开朗大方,做事有耐心,善于团队合作,喜欢控制他人,敢于面对失败和挫折,不喜欢被事情和任何人束缚;但有时候会比较激进,有时候会爱表现自己。
精品毕业论文下载尽在我的主页天津冶金职业技术学院毕业设计加热炉的温度检测与控制系别:电气系专业:应用电子班级:电子09-2学生姓名:丁晨指导教师:姜老师2012年4月15日摘要随着我国国民经济的快速发展,加热炉的使用范围越来越广泛。
而加热炉温度控制是工业生产过程中经常遇到的过程控制,有些工艺过程对其温度的控制效果直接影响这场品的质量和产量。
以前加热炉的控制系统大多数是采用模拟控制系统,且各种数据只在加热炉系统中进行单独储存和通过加热炉自己的仪表进行观察、判断故障。
随着网络技术的发展和整个工厂完全实现两级自动化管理的寻妖,要求在过程级上通过相应的终端了解任何一个设备或任何一个装置的控制情况以及生产情况。
因此,过程控制系统在加热炉系统中得到广泛的应用,它是加热炉控制系统的重要部分,是对以及控制系统的一个总领和扩充。
现代加热炉的生产过程可以实现高度的过程控制,以保证在加热过程中温度的准确控制,这就为工业生产提供了有利条件。
加热炉是工业生产中的一个重要装置,它的任务是把原料加热到一定温度,以保证下道工序的顺利进行。
因此加热炉的温度控制起着举足轻重的作用,直接关系到产量﹑能源﹑污染﹑工人劳动强度等等。
以前加热炉的控制多数采用老式的人工控制,需要操作人员完全手动控制燃料﹑原料阀的开度,进行烧炉。
这样一来,流量控制的精度极差,操作的及时性也大大降低。
在引入了过程控制系统之后,这一情况得到了大大的改善。
如何保证原料出口处原料温度是实现加热炉温度控制的基本前提。
目录摘要²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²I1 设计的目的及意义²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²12 控制系统工艺流程及控制要求²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²² 2 2.1 生产工艺介绍²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²22.2 控制要求²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²² 33 总体设计方案²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²43.1 系统控制方案²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²² 43.2 系统结构和控制流程图²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²44 控制系统设计²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²54.1 系统控制参数确定²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²² 55 控制仪表的选型和配置²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²65.1一体化温度变送器²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²6 5.2 DX2000型无纸记录仪²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²65.3 调节器²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²75.4 执行器²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²85.5 电/气阀门定位器ZPD-0²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²95.6 安全栅²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²105.7 配电器²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²105.8 薄膜气动调节阀ZMBS-16K²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²116 联锁保护²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²127 收获和体会²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²138 参考文献²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²141 设计的目的及意义加热炉被广泛应用于工业生产和科学研究中。
目录1 设计任务 (1)2 炉型的选择 (1)3 确定炉体结构和尺寸 (1)3.1炉底面积的确定 (1)3.2炉底长度和宽度的确定 (2)3.3炉膛高度的确定 (2)3.4炉衬材料及厚度的确定 (3)4 砌体平均表面积计算 (3)4.1砌体外廓尺寸 (3)4.2炉底的平均面积 (4)4.3炉墙平均面积 (4)4.4炉底平均面积 (4)5 计算炉子功率 (4)5.1根据经验公式计算炉子功率[1] (4)5.2根据热平衡计算炉子功率 (5)5.2.1加热工件所需的热量Q件 (5)5.2.2通过炉衬的散热损失Q散 (5)5.1炉墙结构示意图 (6)5.2.3开启炉门的辐射热损失 (8)5.2.4开启炉门溢气热损失 (9)5.2.5其他热损失 (9)5.2.6热量总支出 (9)5.2.7炉子安装功率 (9)5.2.8炉子热效率计算 (10)5.2.9炉子空载功率计算 (10)6 空炉升温时间的计算 (10)6.1炉墙及炉顶蓄热 (10)6.2炉底蓄热计算 (11)6.3炉底板蓄热 (12)6.4升温时间 (12)7 电热元件的选用与功率计算 (13)7.1功率计算 (13)7.2电热元件材料选择及计算 (13)7.3理论计算法 (13)7.3.1 求950℃时电热元件的电阻率ρt (13)7.3.2 确定电热元件表面功率 (14)7.3.3 每组电热元件功率 (14)7.3.4 每组电热元件端电压 (14)7.3.5 电热元件直径 (14)7.3.6 每组电热元件长度和重量 (15)7.3.7 电热元件的总长度和总重量 (15)7.3.8 校核电热元件表面负荷 (15)7.3.9 电热元件在炉膛内的布置 (15)热处理箱式电阻炉课程设计1 设计任务设计一台箱式电阻热处理炉。
其技术条件:用途:处理对象为20CrMnMo齿轮轴热处理淬火处理;生产率:180 kg/h;工作温度:最高使用温度≤950˚C;特点:长时间连续生产;批量:每次5件2 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。
3 确定炉体结构和尺寸3.1 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底面积,用按加热能力指标法,已知生产率P为180kg/h,从表1查得单位面积生产率PO为120kg/(m2h),故可求得炉底有效面积F1=P/P0=180/120=1.5m2表1 各种热处理炉的单位炉底面积生产率PO [kg/(m2*h )]由于有效面积与炉底面积存在关系式F1/F=0.75~0.85,取0.85,得炉实际面积: F=F1/0.85=1.67/0.85=1.76m23.2 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=2:1,因此,可求得 L=5.0/F =5.0/76.1=1.876m B=L/2=1.876/2=0.938m根据标准砖尺寸,为便于砌砖,取L=1.856m,B=0.936m 。
3.3 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=0.707m 。
因此,确定炉膛尺寸如下: 长 L=(230+2)×8=1856mm宽 B=(120+2)×4+(65+2)×2+(40+2)×2+(114+2)×2=936mm 高 H=(65+2)×10+37=707mm为避免工件与炉内壁或电热元件搁砖相撞,应使工件与炉膛内壁之间有一定的空间,确定工件室的有效尺寸为:L效=1600mm;B效=700mm;H效=500mm。
3.4 炉衬材料及厚度的确定①由于侧墙,前墙及后墙的工件条件相似,采用相同炉衬结构,即230mm(QN-0.8轻质粘土砖)+114mm(B级硅藻土砖)+80mm密度为250kg/m3的普通硅酸铝纤维毡②炉顶采用114mm(QN-1.0轻质粘土砖)+116mm(膨胀珍珠岩)+80mm密度为250kg/m3的普通硅酸铝纤维毡③炉底采用4层轻质粘土砖(67×4)mm+80mm密度为250kg/m3的普通硅酸铝纤维毡+183mm(A级硅藻土砖+B级硅藻土砖复合炉衬)。
④炉门用67mm(QN-1.0轻质粘土砖)+80mm密度为250kg/m3的普通硅酸铝纤维毡+65mm(A级硅藻土砖)。
⑤炉底搁砖采用粘土砖,电热元件搁砖选用重质高铝砖。
炉底板料选用Cr-Cu-N耐热钢,根据炉底实际尺寸给出,分四块,厚度20mm。
4 砌体平均表面积计算4.1 砌体外廓尺寸L外=L+2×(116+80+116)=2480mm;B外=B+2×(116+80+116)=1560mm;H外=H+f+(116+80+116)+67×4+50+183=707+135+307+268+50+183=1645mm。
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=R(1-cos30˚)求得f=936×(1-cos30°)=125。
再在炉外廓外面加一层厚为5mm的钢板来保护炉子,但其尺寸不包括在计算数据之内。
4.2 炉底的平均面积F 顶内=(2πR/6)×L=[(2×3.14×0.936)/6] ×1.856=1.818㎡; F 顶外=B 外×L 外=1.56×2.48=3.8688㎡; F 顶均=顶外顶内F F =8688.3*818.1=2.652㎡。
4.3 炉墙平均面积炉墙平均面积包括侧墙及前后墙,为简化计算将炉门包括在前端墙内。
F 墙内=2HL+2BH=2H (L+B )=2×0.707×(1.856+0.936)=3.948m2; F 墙外=2H 外(L 外+B 外)=2×1.644×(2.48+1.56)=13.284m2 F 墙均=墙外墙内F F =284.13*948.3 =7.242m2。
4.4 炉底平均面积F 底内=B×L=0.936×1.856=1.737㎡ F 底外=B 外×L 外=1.56×2.48=3.869㎡; F 底均=底外底内F F =869.3*737.1=2.592㎡。
5 计算炉子功率5.1 根据经验公式计算炉子功率[1]P 安=Cτ‐0.5升F0.9(t/1000)1.55其中C=30,空炉升温时间假定为τ为4小时,炉温为950度。
C —系数,热损失大的炉子,C=30-35;热损失小的炉子,C=20-25。
单位为[(kw·h0.5)/(m1.8·℃1.55)]这种方法适用于周期作业封闭式电阻炉。
炉膛内壁面积=2×(L×H )×(B×H )+L×B+2πB60/360L=7.503㎡ 所以P 安=Cτ‐0.5升F0.9(t/1000)1.55 =15×6.1335×0.9236=84.97KW 由经验公式计算法的P 安≈85kw5.2 根据热平衡计算炉子功率5.2.1 加热工件所需的热量Q 件查表5.1得,工件在950℃及20℃时比热容分别为C 件2=0.636KJ/(kg·℃),C 件1=0.486KJ/(kg·℃)。
表5.1低合金钢的平均比热容Q 件=P (C 件2×t1-C 件1×t2)=180×(0.636×950-0.486×20)=107006.4KJ/h 5.2.2 通过炉衬的散热损失Q 散由于炉子侧壁和前后炉衬结构相似,故作统一数据处理,简化计算,将炉门包括在前墙内,Q 散=(t1-tn+1)/∑ (si/λiFi )[3]对于炉墙散热,如图,首先假定界面上的温度及炉壳温度, t '2墙=825℃,t '3墙=560℃,而知t '4墙=60℃,则:化学成分[重量分数(%)] 在不同温度下的平均比热容(kj·kg-1·℃-1) C MnNiCr 50~100℃ 250~300℃ 550~600℃ 650~700℃ 750~800 ℃ 850~900 ℃ 0.23 1.51 0.477 0.544 0.741 0.837 0.821 0.536 0.34 0.69 3.53 0.78 0.4860.557 0.770 1.051 0.636 0.636 0.32 0.690.4940.5520.7410.8370.9340.574耐火纤维硅藻土砖轻质耐火砖5.1 炉墙结构示意图耐火层s1的平均温度ts1均=(950+825)/2=887.5℃;硅藻土砖层s2的平均温度ts2均=(820+560)/2=692.5℃;硅酸铝纤维层s3的平均温度ts3均=(560+60)/2=310℃。
s1,s2层炉衬的热导率由 表5.2查得表5.2 热处理炉常用耐火材料和保温材料材 料 和 牌 号耐火度 ℃荷 重 软 化 ℃耐 压 强 度 kg•cm -2 密 密度 g•cm -3热导率(W•m -1•℃-1)最 高使 用温 度℃ 轻 质粘土砖 QN —1 1670 1650 30 1.0 0.29+(0.256/1000)t1300硅藻砖B 级5.5 0.131+0.23/1000)t 900 膨胀珍珠岩0.310.04+(0.22/1000)t1000λ1=0.29+(0.256/1000)ts1均=0.29+(0.256/1000)*887.5=0.482 W/m ℃; λ2=0.131+(0.23/1000)ts3均=0.131+(0.23/1000)×692.5=0.290W/m ℃; 普通硅酸铝纤维的热导率由表5.3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ts2均=310℃,得λ3=0.084 W/m ℃。
表5.3 普通硅酸铝纤维的热导率(W/m℃)密度温度100 400 700 1000100 0.058 0.116 0.21 0,337250 0.064 0.093 0.14 0.209350 0.070 0.081 0.121 0.122当炉壳温度为60℃,室温为20℃时,由表5.4经近似计算达α∑=12.17W/(㎡.℃)。
表5.4 炉墙外表面对车间的综合传热系数表αΣ[W/(m2·℃)](车间温度20℃)炉墙外表面温度(℃)侧墙综合传热系数表αΣ[W/(m2·℃)]钢板或涂灰漆表面铝板或涂铝粉漆表面40 10.59 8.2760 12.17 9.59①求热流:q墙=(tg-ta)/(s1/λ1+s2/λ2+s3/λ3+1/α∑)=(950-20)/(0.116/0.482+0.116/0.29+0.080/0.084+1/12.17)=556W/㎡。