外热式盐浴炉课程设计书-童帅
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word . . 热处理炉课程设计
炉型：外热式中温盐浴炉
学 院
材料与冶金学院
专 业 2009级金属材料工程02班
学 号 1 _
学生姓名 童帅 ___
指导教师 沈冬冬 ______
日 期 2012年5月
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word . . 目录
目录·····················································1
前言·····················································2
一、 设计任务书··········································3
二、 炉型选择············································4
三、 确定炉体结构和尺寸··································4
四、 炉子功率计算········································5
五、空炉升温时间计算·····································7
六、功率分配与接线·······································9
七、电热元件材料选择及计算·······························9
八、 炉子技术指标（标牌）·································10
设计小结·················································11
参考文献·················································11
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前言
金属热处理是将固态金属通过特定的加热和冷却方法，使之获得工程技术上所需性能的一种工艺过程的总称。热处理之所以能获得这样的效果，是因为固态金属在温度（也包括压力）改变时，其组织和结构会发生变化，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。
热处理设备是对工件进行退火、回火、淬火、加热等热处理工艺操作的设备。
热处理炉的种类很多，不同工业部门所使用的炉型不同。冶金部门常用的炉型有台车式炉、罩式炉、辊底式炉等，机械制造部门常用的炉型有箱式炉、井式炉、盐浴炉、气体渗碳炉等。为了便于分析比较，常按如下特征进行分类。
1、按热能来源分：电阻炉、燃料炉。
2、按工作温度分：低温炉、中温炉、高温炉。
3、按炉膛介质分：自然介质炉、浴炉、可控气氛炉、真空炉。
4、按作业规程分：周期作业炉、连续作业炉。
5、按生产用途分：退火炉、淬火炉、回火炉、正火炉、渗碳炉、氮化炉。
6、按电源频率分：工频炉、中频炉、高频炉。
热处理设备是对工件进行退火、回火、淬火、加热等热处理工艺操作的设备.盐浴炉指用熔融盐液作为加热介质、将工件浸入盐液内加热的工业炉。根据炉子的工作温度，通常选用氯化钠、氯化钾、氯化钡、氰化钠、氰化钾、硝酸钠、硝酸钾等盐类作为加热介质。盐浴炉的加热速度快，温度均匀。工件始终处于盐液内加热，工件出炉时表面又附有一层盐膜，所以能防止工件表面氧化和脱碳。盐浴炉可用于碳钢、合金钢、工具钢、模具钢和铝合金等的淬火、退火、回火、 氰化、 时效等热处理加热，也可用于钢材精密锻造时少氧化加热。盐浴炉加热介质的蒸气对人体有害，使用时必须通风。盐浴炉分内热式和外热式两大类。外热式盐浴炉有以下特点：
其优点：1.不需昂贵的变压器；
2.启动操作方便。
当然外热式中温盐浴炉也有其不足之处：
1.必须使用坩埚加热，热惰性大；
2.坩埚内外温差大（100～150ºC）；
3.使用温度不能太高，一般在900ºC以下，限制了使用范围。
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word . . 一、任务设计书
学号：1
材料与冶金学院 专业班级：金属材料工程0902班
：童帅
一、基本条件
1.外热式中温盐浴炉
2.用途：金属零件在盐浴中作淬火加热、液体碳氮共渗、等温淬火冷却、回火等热处理
3.用最高工作温度：900ºC
4.炉壁外壳温度≤60ºC
5.坩埚有效尺寸：φ300×400
6.空炉升温时间：≤3小时
7.电源：单相，220V
二、设计要求
设计分工
1 砌体部分
2坩埚、电热元件及接线部分、炉壳构架、排烟罩
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）炉膛有效尺寸
（6）炉膛尺寸 （7）外形尺寸 （8）空炉升温时间 （9）设计用盐
（10）抽风罩 （11）接线方法
三、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(Auto CAD绘制)，幅面：A1 . . . . .
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word . . 二、 炉型选择
根据设计任务书要求，选择外热式盐浴炉，不通保护气氛。
三、 确定炉体结构和尺寸
1、坩埚尺寸及盐的确定
根据任务书要求，坩埚有效尺寸：φ300×400，为防止盐浴炉在工作中盐溢出，设定上溢距离为100mm，则坩埚尺寸即定为φ300×500。由于任务书要求额定温度为900ºC，故坩埚材质选择耐热钢，厚度定为20mm。
查【1】P189附表14，选择100%NaCl作为热处理盐，其熔点为810ºC，使用温度为850～1100ºC，可以满足热处理要求。
2.砌体尺寸的确定
由于坩埚为圆柱状，故可设计炉体为圆柱状，从而减少热量散失。考虑到坩埚和耐火砖之间需要安装加热元件，为避免坩埚碰到加热元件，同时综合考虑扇形砖标准，将炉体耐火砖层内径定为420mm。此时坩埚外壁与耐火砖距离为90mm。
参考【1】P191附表18，根据任务书要求额定温度，确定耐火层和保温层厚度：
耐火层选择轻质耐火粘土砖(QN-0.4)，其厚度定为90mm
保温层选择膨胀珍珠岩，其厚度定为195mm
或普通硅酸盐，密度为350kg/m³
由此即可确定炉体尺寸：
耐火层：内径D砖内=420mm，外径D砖外=420+2×90=600mm
保温层：内径D珍内=D砖外=600mm，D珍外=600+2×195=990mm
根据坩埚深度和扇形耐火砖尺寸标准，同时考虑到加热元件的合理
外热式中温盐浴炉
坩埚尺寸：
Φ300×500
额定温度900ºC
厚度定为20mm
100%NaCl
砌体尺寸
D砖内=420mm
D砖外=600mm
D珍内=600mm
D珍外=990mm
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word . . 安装，确定炉侧墙耐火层高度：
h侧砖=10×(65+2)=670mm
h侧珍=670+2×(65+2)=804mm
h底砖=2×(65+2)=134mm
h底珍=150mm
h盖硅=220mm
炉体外壳用5mm厚钢板封装。
四、 炉子功率计算
1、通过炉衬的散热损失
炉衬散热损失计算公式【1】P8式(1-15)和P9式（1-19）
1n11n+1nni+1ii=1i=1iiii2==1lnttLttQQsrrF散散（平壁炉墙）；（圆筒炉墙）
