箱式电阻炉(材料热处理课程设计汇本说明书)
箱式电阻炉课程设计
箱式电阻炉课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解箱式电阻炉的基本结构、工作原理及其在工业中的应用。
2. 学生能掌握箱式电阻炉的操作步骤、安全使用规范及相关维护保养知识。
3. 学生能了解箱式电阻炉的温度控制原理，掌握相关计算公式。
技能目标：1. 学生能够独立操作箱式电阻炉，完成简单的加热实验。
2. 学生能够分析并解决箱式电阻炉使用过程中出现的问题。
3. 学生能够运用所学知识，对箱式电阻炉进行简单的维护和故障排查。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对物理实验的兴趣，激发探究科学技术的热情。
2. 学生树立安全意识，养成严格遵守操作规程的好习惯。
3. 学生学会团队合作，培养沟通协调能力和解决问题的能力。
课程性质：本课程为物理实验课，通过箱式电阻炉的操作与实验，使学生将理论知识与实际应用相结合。
学生特点：初三学生，具备一定的物理知识和实验操作能力，好奇心强，善于动手实践。
教学要求：结合学生特点，注重实践操作，提高学生的实际动手能力，强调安全意识，培养学生对物理实验的兴趣。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行有效的教学设计和评估。
二、教学内容1. 箱式电阻炉基本结构及工作原理- 箱式电阻炉的构造、主要部件及其功能- 电阻炉的工作原理，包括电阻加热、温度控制等2. 箱式电阻炉的操作与安全规范- 操作步骤及注意事项- 安全使用规范，如用电安全、防火防爆等3. 箱式电阻炉的温度控制- 温度控制原理，包括PID控制、热电偶等- 相关计算公式及实际操作4. 箱式电阻炉的维护保养- 常见故障分析及排除方法- 定期维护保养方法及注意事项5. 实践操作- 简单加热实验，如熔化金属、烘干材料等- 操作过程中的问题分析及解决教学内容安排与进度：第一课时：箱式电阻炉基本结构及工作原理第二课时：箱式电阻炉的操作与安全规范第三课时：箱式电阻炉的温度控制第四课时：箱式电阻炉的维护保养第五课时：实践操作教材章节及内容列举：第一章：物理实验基本知识第三节：箱式电阻炉的结构、原理与操作教学内容紧密结合课程目标，注重科学性和系统性，循序渐进地组织教学，使学生在掌握知识的同时，提高实际操作能力。
箱式电阻炉使用说明
1：室内使用，环境温度在5---40℃范围内。
2：周围没有导电尘埃，爆炸性气体，能严重破坏金属和绝缘的腐蚀性气体。
3：周围环境没有明显的震动和颠簸。
4：控制器的位置与电炉不要太近。
5：使用时打开控制器外壳，按标注连接电源线，电炉线，热电偶线（注意极性）。
热电偶线用补偿导线。
6：在电源引入处需另外安装电源开关以便控制总电源，由于控制器上电源导线与电炉导线的中性线系共用，故相线与中性线不可接反，否则控制器不能正常工作。
为了安全操作，电炉与控制器均需可靠的接地。
7：电炉安装外币后，按接线图检查是否正确，无误后盖上控制器外壳，将温度指示调节仪设定旋钮调至所需中作温度，然后接通电源，控制器上的开关拨至“通”的位置，此时绿灯即亮，控制器开始工作。
电炉通电升温，电流表即有读数产生，温度指示仪的温度值也逐渐上升（如果发现温度指示仪指针反向偏转，说明热电偶极性接反）。
控制器工作正常。
绿灯亮表示升温，红灯亮表示定温。
8：烘炉。
当电炉第一次使用或长期停用后，再次使用时，必须进行烘炉。
9：使用时炉温不得超过最高使用温度，以免烧毁电热元件并禁止炉膛内灌注各种液体及溶解金属。
10：要定期经常检查设备。
箱式电阻炉使用说明书
箱式电阻炉使用说明书生产商：宁国沙鹰科学仪器有限公司运营商：沙鹰科学仪器（上海）有限公司地址：上海市浦东新区东方路971号钱江大厦18G电话：************************传真：************感谢您购买本公司仪器，在您启用箱式电阻炉之前，请详细阅读使用说明书，相信它会让您的箱式电阻炉发挥最大的功用。
阅读完本说明书后，请将其妥善保管，以便随时阅读。
目录装箱清单 (2)安全提示 (3)产品概述 (4)产品特点 (4)使用前准备 (4)常用产品参数表 (5)技术指标 (5)仪表简介 (5)电阻炉使用 (6)无程序升温设置 (6)程序升温设置...............................................................第6-7页烘炉 (7)P、I、D自整定 (7)注意事项及常见故障处理 (8)装箱清单（请您开箱后及时核对配件是否齐全）主机（炉体）……………………………………………………1台电源线（含插头，已安装在炉体上）…………………………1根使用说明书………………………………………………………1份合格证保修卡……………………………………………………1份产品编号贴纸……………………………………………………2张尊敬的用户，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。
本产品使用说明书经过公司技术人员努力编撰、修改完成。
因能力所限，难免出现本意表达不详及有遗漏之处，您在使用中发现问题或建议请及时反馈，在此我们表示衷心的感谢。
安全提示！危险（有可能构成财产严重损失或人员伤亡）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%的工作环境中使用6、请在无粉尘，易燃、易爆气体的环境中使用7、不能加热含水分、氟化物、氯化物（如塑料、橡胶）、硫化物等物品。
中温实验箱式电阻炉设计说明书2
热处理炉课程设计炉型中温实验箱式电阻炉学院专业学号学生姓名指导教师日期目录一设计任务书二炉型的选择三确定炉体结构尺寸3.1 炉膛尺寸3.2 炉体材料及结构3.3 炉衬尺寸四砌体平均表面积计算4.1 炉顶平均面积4.2 炉墙平均面积4.3 炉底平均面积五验证炉体结构设计的合理性5.1 求热流5.2 验算界面温度5.3 验算炉壳温度六炉子热效率计算七空炉升温时间的计算8.1 体积计算8.2 蓄热量的计算八电热元件的选择及计算九参考文献十设计小结一、热处理炉设计任务书编号：05专业年级班级：学号：姓名：(一)、基本条件1.炉型：中温实验箱式电阻炉2.最高工作温度：850℃3.炉壁外壳温度≤65℃4.炉膛尺寸（L×B×H）mm：400×250×200；5.空炉升温时间：≤60分钟7.额定功率4KW8.电源：三相，380V9.加热组件接法：星形(二)、设计要求1.砌体部分2.电热组件及接线部分、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）电热组件接法（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(AutoCAD绘制)，幅面：A1mm 240==胆外耐内H H mm344252220H H mm 394252220B B mm 49252220L L =⨯+⨯+==⨯+⨯+==+⨯+=耐内耐外耐外 保温层尺寸：尺寸比较复杂，中间有支撑材料，这里只给出其厚度。
上、下、左、右、后面，包括炉门，厚度mm 115=温H四、验证炉体结构设计的合理性由于炉子结构比较对称，故作统一数据处理。
将炉门做为前墙处理，结构与其他部分的炉墙结构一样如下图：1s =52mm,2s =115mm 根据书[1] P 24公式（1-63） ∑++⋯++-=212211a s s s t t q nnn λλλ对于炉墙散热，先假设界面上的温度及炉壳温度，℃600′2=tmm 290B =耐内 mm 240=耐内Hmm344H mm 394B mm 492L ===耐内耐外耐外mm 115=温H'2t 满足要求。
箱式电阻炉使用说明书
箱式电阻炉使用说明书一、概述本厂生产的ＳＸ系列电阻炉是对老产品的改造和升级换代产品，配有国内首家注册生产的新颖自动化仪表ＸＭＴ系列控温仪及相应的热电偶，使电炉的温度控制精确度更高，更自动化。
广泛用于各类实验室，工矿企业，科研单位作元素分析测定及一般小型件淬火，退火，回火等热处理作业。
二、结构简介本系列电阻炉外型均为长方体，炉壳采用优质冷轧钢板折边焊接制成，工作室有优质碳化硅耐火材料制成，炉膛与炉壳之间用优质保温材料作保温层。
为了减少炉口的热量散失，提高炉膛内温度的均匀性，在炉门内侧装有优质耐火材料制成的挡热板。
炉内温度的测量，指示和调节自动控制系统由XMT系列温度控制仪来完成。
仪表内设断偶保护装置，在加热过程中当测温热电偶断路时，可自动切断电源,以保证电炉及被处理工件的安全。
三、安装与使用1．电炉不需特殊安装,只需平放在室内地面或台架上。
控制器应放在工作台上，工作台面的倾斜度不得超过5度。
控制器离电炉最小距离不得少于0.5米，控制器不宜放在电炉上面,以免影响控制器正常工作。
2．与控制器及电炉相连的电源线，开关及熔断器的负载能力应稍大于电炉的额定功率。
3．接线时,首先转松控制器外壳左右两侧的螺钉，然后将罩壳上翻，按图示接好电源线。
控制器与电炉的连线及热电偶连接线(最好使用补偿导线)。
将热电偶从热电偶固定座的小孔中插入炉膛，孔与热电之间间隙用石棉绳堵塞,然后固定。
(注意:电源的相与中线不可接反，为了操作安全，控制器和电炉均需可靠接地)。
4．检查接线无误后即可通电，首先合上电源开关，然后将控制器面板上的钮子开关拔向开的位置，调节设定按钮，把温度设定到您所需要的度数上，如果把设定开关拔向测量位置上，红灯灭(NO)，亦有接触器的吸合声响，电炉通电，电流表指示加热电流值，温度随炉内温度升高而徐徐上升,说明工作正常。
当温度上升至设定的所需要温度时，红灯灭(NO)，绿灯亮(YES)，电炉自动断电，停止升温.稍后，当炉内温度稍微下降，绿灯灭,红灯亮，电炉又自动通电。
箱式电阻炉使用说明书
箱式电阻炉使用说明书上海实研电炉有限公司（原上海实验电炉厂）目录一．概述 (1)二．主要技术参数................................1-2三．结构简介 (2)四．电阻炉与温度控制器电气联接接线示意图 (3)五．安装与使用 (4)六．维护与注意事项 (4)上海实研电炉有限公司一、概述SX2系列1000℃、1200℃箱式电阻炉为周期作业式电炉，可供工矿企业、科研等单位实验室作化学分析、物理测定和一般小型钢件热处理时加热之用。
本系列电阻炉配有KSG型温度控制器及镍铬--镍热电偶，能对炉膛温度进行测量，指示和自动控制及程序控温。
本系列产品执行标准编号为：JB4311.7-87二、主要参数1、SX2系列1000℃1 上海实研电炉有限公司2、SX2系列1200℃三、结构简介本系列电阻炉炉壳用薄钢板经折边焊接制成。
内炉衬为高铝质耐火材料制成的矩形整体炉衬。
由铁铬铝合金丝绕制成螺旋状的加热元件穿于内炉衬上、下、左、右的丝槽中。
为了能有效地加快炉膛升温速度，提高温度控制精度，炉衬采用敞开式结构。
电炉的炉口砖，炉门砖选用轻质耐火材料，内炉衬与炉壳之间用耐火纤维，炉门转动灵活。
关闭时，压下手把，扣住门钩，炉门就能紧贴于炉口上。
开启时，只需往上稍提手把，脱钩后，将炉门置于左侧即可。
为了减少炉口的热损失，提高炉膛内温度的均匀性，在炉口靠近炉门处安放有一块档热板（该板在送取工件时需先取出）。
炉口下端装有炉门联锁的行程开关。
当炉门开启时，电炉电源便自动切断，从而保证操作安全。
测温用热电偶通过在开炉后的热电偶孔插入，并由固定座固定。
2 上海实研电炉有限公司四、电阻炉与温度控制器1、单相箱式电阻炉与温度控制器电气联接接线示意图2、三相型箱式电阻炉与温度控制器电气联接接线示意图3 上海实研电炉有限公司四、安装与使用1、本系列电阻炉不需要特殊安装，室内平整的地面或工作台（架）上均可安放。
但配套之温度控制器应避免受震动，且放置位置与电炉不宜太近，防止过热而影响控制部分的正常工作。
LICHEN 箱式电阻炉使用说明书
使用说明书箱式电阻炉USER’S INSTRUCTIONS使用产品前请仔细阅读本使用说明书，并请妥善保管前言 (1)一、概述 (2)二、结构 (2)三、产品特点 (4)四、产品参数 (4)五、设备安装 (6)六、设备使用 (6)七、维护保养 (8)八、故障分析 (9)九、保修声明 (9)十、开箱检查 (9)十一、装箱清单 (9)十二、附录 (10)感谢您选择力辰科技箱式电阻炉，为获得更好的使用体验，请认真阅读本使用说明书，并遵守安全操作规范！请妥善保管本使用说明书以便需要时查阅！注意事项：第一次使用或长期停用后再次使用时，必须进行烘炉。
禁止向炉内灌注各种液体及易溶解的金属，炉膛内不能进入易燃、易爆、具有腐蚀性液体或气体。
马弗炉最好在低于额定温度50℃工作，有助于延长炉丝的寿命。
必须安装地线。
装出物料时要谨慎，避免碰断硅碳棒。
碱性、酸性物质及氯化氢在高温时对加热元件起氧化作用缩短使用寿命。
液体不能溢在加热元件上，以免烧断加热元件。
切忌长时间超功率使用。
硅碳棒在使用过程中如不慎折断，应更换整套阻值相同的硅碳棒，误差不能超过20%。
硅碳棒老化后（控制器调至最大不能达到额定功率时）可根据碳棒连接方式将硅碳棒更换或改变接法。
定期检查紧固接线连接螺丝。
必须在相对湿度不超过85%，没有导电尘埃及爆炸气体的场合工作。
保持炉膛内清洁。
连续工作应在12小时以内；如炉膛出现裂痕，在不影响整体结构的情况下，可以继续使用。
装取试样时应戴高温防护手套或使用坩埚钳进行，以防烫伤，且取物时应轻拿轻放，以保证安全和避免损坏炉膛。
切勿裸手触碰工作时的箱体外壳，以防烫伤。
采用电阻丝加热的产品不能用于加热塑料或假牙，会产生化学反应，会使炉膛变黑，电炉丝熔断，减少产品寿命。
一、概述力辰科技箱式电阻炉外壳由优质冷轧钢板焊接而成，炉门采用侧开式结构，开启灵活。
内部保温材料选用0.4～0.6轻质保温砖，其蓄热量和导热系数小，工作室蓄热量大，升温时间短，空炉损耗功率和耗电量大大降低。
中温箱式电阻炉课程设计说明书
一、炉型的选择因为工件材料为低合金钢，热处理工艺为正火，对于低合金钢正火最高温度为【912+(30~50)】℃，选择中温炉（上限950℃）即可，同时工件没有特殊规定也不是长轴类，则选择箱式炉，并且无需大批量生产、工艺多变，则选择周期式作业。
综上所述，选择周期式中温箱式电阻炉。
二、炉膛尺寸的确定1、用炉底强度指标法计算炉底有效面积：查表得炉底强度h G =100Kg/（m 2·h ）F 效=h gG 件=60100=0.6（m 2） 炉膛有效尺寸：L 效=效）（F 5.1~2L 效（m ）=960mm炉膛有效宽度：B 效=效（F 2/3)~2/1B 效选择 1000m m ×600mm ×45mm/12mm 的炉底板，取B 效=0.6m2、 炉膛内腔砌墙尺寸炉膛宽度：B 砌=B 效+2×（0.1～0.15）B 砌=0.6+2×0.125=0.85 (m)炉膛长度：L 砌=L 效+0.16 =1.12（m ）炉膛内高度：H 砌=（0.5～0.9）B 砌H 砌=0.8×0.85=0.68 (m )层数n=067.0108.03-⨯⨯砌B =10.1 选择10层∴炉膛高度H 砌=10×67+42+39=0.751(m)三、炉体结构设计与材料选择（一）、选择炉衬材料部分炉体包括炉壁、炉底、炉底、炉门、炉壳架几部分。
炉体通常用耐火层和保温层构成，尺寸与炉膛砌筑尺寸有关。
设计时应满足下列要求：（1）确定砌体的厚度尺寸要满足强度要求，并应与耐火砖、隔热保温砖的尺寸相吻合；（2）为了减少热损失和缩短升温时间，在满足强度要求的前提下，应尽量选用轻质耐火材料；（3）要保证炉壳表面温升小于50℃，否则会增大热损失，使环境温度升高，导致劳动条件恶化。
（二）、炉体结构设计和尺寸本炉设计为两层炉壁内层选用RNG-0.6型轻质粘土砖，其厚度S 1=115mm ；外层选用硅酸铝耐火纤维，体积密度λ2=105Kg/m 3厚度S 2待计算；RNG-0.6型轻质粘土砖：ρ1=600【Kg/ m 3】λ1=0.165+0.194×10-3t 均【w/(m ·℃)】C 1=0.836+0.263×10-3t 均【KJ/（Kg ·℃）】耐火纤维当t 3=60℃时，由表查得α∑=12.17【W/(㎡·℃)】∴ q=12.17×（50-20）=486.8（W/㎡）将上述各数据代入公式得： ()[]115.08.486950165.095010194.05.010194.02165.0165.010194.01t 233232⨯-⨯+⨯⨯⨯⨯⨯++-⨯=---=782（℃）代入数据解得：纤维层厚度：()107.0607828.4861S 2⨯-⨯==228（mm ） 取S 2=230mm（三）、炉顶的设计炉膛宽度为850mm ，采用拱顶，拱角60°的标准拱顶，拱顶式炉子最容易损坏的部位，受热时耐火砖发生膨胀，造成砌筑拱顶时，为了减少拱顶向两侧的压力，应采用轻质的楔形砖与标准直角砖混合砌筑。
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化学与材料工程学院
材料热处理课程设计说明书
学生：
专业：金属材料工程
学号：
班级：材料金属
指导老师：
目录
一、设计任务书 (3)
二、工艺设计 (3)
1.型的选择 (3)
2.炉膛尺寸的确定 (3)
3.炉子砌砖设计 (4)
4.中温箱式电阻炉功率的计算 (4)
5.电热元件 (5)
6.电热元件的设计计算 (5)
三、工艺流程图和设备装置图 (7)
四、进度安排 (9)
五、总结与体会 (9)
一、设计任务书
为某厂设计一台热处理电阻炉，其技术条件如下：
1)用途:中碳钢、低合金钢毛坯或零件的淬火、正火及退火处理，处理对象为中
小型零件，无定型产品，处理批量为多种，小批量。
2)生产率：160 kg/h
3)工作温度：最高使用温度950℃
4)生产特点：周期式成批装料，长时间连续生产。
二、工艺设计
1.炉型的选择
根据设计的具体要求和生产特点，进行综合技术经济分析。
决定选用箱式电阻炉，不通保护气体，炉子最高温度为950℃。
属中温箱式电阻炉。
2.炉膛尺寸的确定
（1）查表，箱式电阻炉单位炉底面积生产率P0 ,取P0=100[kg/(m2·h)]（2）炉底面积采用加热能力指标法计算，F效= ==1.25 m2
== 0.75 - 0.85，取上限，0.85，炉底总面积：
= 0.85 F总= 1.5625 m2
炉底板宽度 B ===0.88 m
炉底板长度L ===1.77 m
（3）.炉膛高度的确定炉膛高度H与宽度B之比=0.52– 0.9，取0.7
高度H = 0.628 m
（4）.炉膛有效尺寸（可装工件）
L效×B效×H效=1.77m ×0.88m ×0.628m
（5）.炉膛尺寸
宽B =B效+2×（0.1-0.15）取0.1 B=0.88+2×0.1=1.08 m
长L =L效+ 2×（0.1-0.2）取0.1 L=1.77+2×0.1=1.97 m
高H=0.67×9+0.37=0.64m
3.炉子砌砖设计
耐火层选用体积密度为0.6g/cm3的轻质耐火粘土砖，保温层为硅藻土骨架填充蛭石粉。
炉侧墙、前后墙、炉顶的耐火层厚为113m,保温层为232mm，石棉厚度为0.5mm,炉顶选用60°标准拱顶，炉底耐火层厚132mm，保温层硅藻土砖和蛭石粉厚180mm,炉顶拱脚砖选用重质耐火粘土砖，电热元件搁砖选用重质高铝砖。
4、中温箱式电阻炉功率的计算
（1）加热工件所需要的热量
Q件=g件（C2t2- C1t1）=120×(0.678×950-0.494×20)×=152213 KJ/h （2）Q辅=0
（3）Q件=0
（4）通过炉衬的各项散热损失：
Q散=×3.6== 34389KJ/h （5）通过开启炉门的辐射热损失：
Q辐=5.675×[] ×3.6F
5.675×[] ×3.6×0.95×0.2×0.65×0.05=2907 KJ/h
(6)通过开启炉门的溢气热损失：
Q溢=2200BH c()
=2200×0.95×0.2×1.4×()×0.05=6346 KJ/h
(7)其他热损失：
Q它=（0.5-1.0）Q散=0.8×34389=27511 KJ/h
（8）炉子每小时总热量支出：
Q总= Q件+ Q辅+Q控+ Q散+ Q辐+ Q溢+ Q它
=152213+0+0+34389+2907+6346+27511=223366 KJ/h （9）P总===62KW
(10)P设=K·P总=1.3×62=80.6 KW
取P设=80 KW
(11)电阻炉的热效率：= ×100% =×100% =68.15% （12）空炉升温时间（）的校核
= = = 4.6h 符合要求
5.电热元件：
0Cr25Al5铁铬铝电热铝合金丝材
6.电热元件的设计计算：
（1）电阻炉的供电电压和接线
供电电压为三相380V，单星形连接
P===26 kW U==220V
(2)电阻丝直径d、长度l和重量计算
d=34.3×=34.3×=8.01mm
取d=8mm
=(1+) =1.4×(1+4×10-5×1050)=1.46 mm2/m
= 1.6 W/cm2
= ×10-3 ==64 m
= nl=64×3=192 m
M =×10-3 =×64×7.1=22.829 kg
= 22.829×3 =68.487 kg
(3)电热元件的绕制和布置
电热元件绕制成螺旋状，布置安装在炉膛两侧墙和炉膛两侧墙和炉底上，每边为8排串接成一相。
每排电热元件的展开长度
l1 ==8
每排电热原件的搁砖长度
L1 =1770-50=1720mm
电热元件螺旋直径。