热处理设备课程设计

目录1 热处理设备课程设计的意义和目的 ---------------------------------------------------- 12 热处理设备课程设计的任务 ------------------------------------------------------------- 13 炉型的选择 ---------------------------------------------------------------------------------- 14 确定炉体结构和尺寸 ---------------------------------------------------------------------- 24.1 炉底面积的确定-------------------------------------------------------------------- 24.2 炉底长度和宽度的确定----------------------------------------------------------- 24.3 炉膛高度的确定-------------------------------------------------------------------- 34.4 炉膛尺寸的确定-------------------------------------------------------------------- 34.5 炉衬材料及厚度的确定----------------------------------------------------------- 35 砌体平均表面积计算 ---------------------------------------------------------------------- 45.1 砌体外廓尺寸----------------------------------------------------------------------- 45.2 炉顶平均面积----------------------------------------------------------------------- 45.3 炉墙平均面积----------------------------------------------------------------------- 45.4 炉底平均面积----------------------------------------------------------------------- 56 计算炉子功率 ------------------------------------------------------------------------------- 56.1 根据经验公式法计算炉子功率-------------------------------------------------- 56.2 根据热平衡法计算炉子功率----------------------------------------------------- 66.3 炉子的安装功率------------------------------------------------------------------- 107 炉子热效率计算 --------------------------------------------------------------------------- 117.1 炉子正常工作时的效率---------------------------------------------------------- 117.2 在保温阶段，关闭炉门时的效率---------------------------------------------- 118 炉子空载功率计算 ------------------------------------------------------------------------ 119 空炉升温时间计算 ------------------------------------------------------------------------ 119.1 炉墙和炉顶蓄热------------------------------------------------------------------- 119.2 炉底蓄热计算---------------------------------------------------------------------- 139.3 炉底板蓄热 ------------------------------------------------------------------------- 149.4 整个炉子蓄热量------------------------------------------------------------------- 149.5 空炉升温时间---------------------------------------------------------------------- 1410 功率的分配与接线----------------------------------------------------------------------- 1511 电热元件材料的选择及计算----------------------------------------------------------- 1512 课程设计感想----------------------------------------------------------------------------- 18 附图：箱式电阻炉剖视图25Cr2MoV车床变速器齿轮回火热处理箱式电阻炉设计1 热处理设备课程设计的意义和目的热处理设备课程设计是在学生较为系统地学习了热处理原理与工艺、传热基本原理、气体力学、燃料与燃烧、耐火材料、电热原理、炉子构造等专业基础知识上开设的。

是高等工业学校金属材料工程专业一次专业课设计练习，是继热处理工艺课程设计后的又一个教学环节。

其目的是：培养学生综合运用以上所学的知识独立分析和解决热处理工程技术问题的能力，掌握热处理设备（主要是热处理炉）设计的一般程序和方法，了解如何进行设计计算、设备工程图绘制，以及懂得如何查找和使用设计资料。

2 热处理设备课程设计的任务设计一台台车式热处理炉，其技术要求如下：（1）用途：25Cr2MoV车床变速器齿轮回火热处理（2）生产率：200Kg/h（3）最高工作温度：750℃（4）生产特点：周期式成批装料，长时间连续生产3 炉型的选择根据设计任务的要求，综合工件的特点、技术要求、产量大小、劳动条件等多方面因素，以“优质、高效、低耗、清洁、灵活”为目标，选择箱式电阻炉，不通入保护气体。

4 确定炉体结构和尺寸4.1 炉底面积的确定由于该电阻炉主要用于尺寸较小的车床变速器齿轮回火热处理工序，生产批量大大，所以不宜采用实际排料法。

因此炉底面积的确定采用加热能力指标法。

既根据炉底单位面积生产率P 0来计算（单位面积生产率指炉子在单位时间内单位炉底面积所能加热的金属质量）。

概略计算时，可按单位炉底生产率P 0的经验值计算。

已知生产率P=200kg/h ，查得单位面积生产率P 0为100kg/(m 2.h)，故可求得炉底有效面积F 1 = P/P 0=200/100=2m 2 式中 F 1—有效炉底面积（m 2）P 0—单位炉底面积生产率（kg/(m 2.h)）由于有效面积与炉底面积存在关系式F 1/F= 70%-85%，取比值系数为0.80，炉底实际面积F= F 1 /0.80=2/0.80=2 .5m 24.2 炉底长度和宽度的确定根据经验公式：L=)67.0~50.0/(F B=L )32~21(由于热处理箱式电阻炉设计时应考虑出料方便，取L=5.0/F ；B=21L 。

因此可求得：L=5.0/F =5.0/5.2=2.236m B=21L=0.5×5=1.118m根据标准砖尺寸（230×114×65），为了方便砌砖，取L=2.205m ，B=1.104m4.3 炉膛高度的确定据统计资料，炉膛高度H 与宽度B 之比H/B 多数在0.5-0.9范围内变动,根据电阻炉工作条件，取H/B=0.7左右，可计算炉膛高度：H=0.7×B=0.7×1.118=0.783m根据标准炉砖次村，选炉膛高度H=0.774m 。

4.4 炉膛尺寸的确定综上，确定炉膛尺寸如下： 长 L=（230+2）×9+（230×21+2)=2205mm 宽 B=(120+2)×5+(65+2)×4+(114+2)×2=1110mm 高 H=(65+2)×11+37=774mm注：为了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 有效=2000mm B 有效=900mm H 有效=650mm4.5 炉衬材料及厚度的确定由于侧墙、前墙及后墙的工作条件相似，采用相同炉衬结构，即114 mmQN-0.6轻质黏土砖+114mm 硅藻土砖（C 级）+60 mm 密度为250 kg/m 3的普通硅酸铝纤维毡炉顶采用114 mmQN-0.8轻质黏土砖+114 mm 膨胀珍珠岩+60 mm 密度为250 kg/m 3的普通硅酸铝纤维毡炉底采用三层QN-0.8轻质黏土砖(67×3) mm +117mmB 级硅藻砖和膨胀珍珠岩复合炉衬+50mm 密度为250 kg/m 3的普通硅酸铝纤维毡。

炉门采用65 mm 轻质黏土砖+65mmA 级硅藻土砖+60mm 密度为250 kg/m 3的普通硅酸铝纤维毡.炉底搁砖采用重质粘土砖（LZ-48），电热元件搁砖选用重质高铝砖。

炉底板材料选用Cr-Mn-N 耐热钢，根据炉底实际尺寸给出，分四块，厚度18 mm 。

5 砌体平均表面积计算5.1 砌体外廓尺寸L 外 = L+2×(116+116+60) =2789 mm B 外 = B+2×（116+116+60）=1694 mm H 外 = H+f+（116+116+60）+67×4+50+117 = 774+150+292+268+50+117= 1651mm式中：f-拱顶高度，此炉子采用600标准拱顶，取拱弧半径R = B,则 f= R （1-cos300）求得f =150mm 。