热处理箱式电阻炉设计
第三章热处理电阻炉设计
第三章热处理电阻炉设计§3.1电阻炉的基本特点热处理电阻炉是以电为能源，通过炉内电热元件将电能转化为热能而加热工件的炉子。
按照电阻炉的结构特点可分为箱式电阻炉、井式电阻炉、台车式炉等。
这里我们主要介绍一般企业均有的箱式电阻炉和井式电子炉的类型和特点。
一、箱式电阻炉1.箱式电阻炉的分类和命名按工作温度不同，箱式电阻炉可分为高温箱式电阻炉（>1000℃）、中温箱式电阻炉（650-1000℃）和低温箱式电阻炉三类。
一般企业的箱式电阻炉通常均是中温箱式电阻炉。
因而这里仅介绍中温箱式电阻炉。
箱式电阻炉的型号和命名方式为：RX+设计序号— +功率（KW）—— +最高工作温度/100，如RX2——45——9中，R表示是电阻炉，X表示是箱式，2为设计序号，45表示箱式电阻炉的额定功率为45KW，9表示箱式电阻炉的最高工作温度为950℃2.中温箱式电阻炉的用途及结构中温箱式电阻炉在企业主要用于工件的退火、正火、淬火（一般主要用于调质处理的淬火）、回火和固体渗碳（目前固体渗碳已很少用，只在一些特殊情况下使用，如油嘴的渗碳）等。
中温箱式电阻炉炉体主要由炉壳、炉衬、加热元件等组成。
炉壳一般由角钢和钢板焊接而成。
炉衬：标准炉一般均是由耐火层和保温层两层结构。
耐火层一般用体积密度大于1.0g/cm3的轻质耐火粘土砖砌筑，保温层则用保温砖砌筑骨架，然后填充蛭石粉、膨胀珍珠岩粉等组成。
非标准炉当炉温较低时如750-800使用的炉子，也有采用轻质粘土砖+普通硅酸铝纤维毡组成。
加热元件：通常是铁铬铝或镍铬合金丝绕成的螺旋体，布置在炉膛两侧和炉底的搁砖上。
炉底通常覆盖耐热钢板，也有使用普通钢板的。
二、井式电阻炉：1.特点和分类特点：1）外形为圆型；2）一般置于地坑中；3）炉温通常分区控制；4）适用于细长工件热处理。
分类：按工作温度和工作性质分为高、中、低温井式电阻炉和井式气体渗碳炉、井式气体C-N共渗炉、井式气体N-C共渗炉、气体氮化炉等。
箱式电阻炉课程设计报告
一、设计任务书题目：设计一台中温箱式热处理电阻炉；炉子用途：中小型零件的热处理；材料及热处理工艺：中碳钢毛坯或零件的淬火、正火及调制处理；生产率：160 kg/h；生产要求：无定型产品，小批量多品种，周期式成批装料，长时间连续生产；要求：完整的设计计算书一份和炉子总图一张。
二、炉型的选择根据生产特点，拟选用中温箱式热处理电阻炉，最高使用温度 ，不通保护气氛。
三、确定炉体结构及尺寸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。
已知生产率p为160 kg/h，按照教材表5-1选择箱式炉用于正火和淬火时的单位面积生产率p0为120 kg/(m2﹒h)，故可求得炉底有效面积：由于有效面积与炉底总面积存在关系式 ，取系数上限，得炉底实际面积：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 ，因此，可求得：根据标准砖尺寸，为便于砌砖，取 ， ，如总图所示。
3.炉膛高度的确定按照统计资料，炉膛高度 与宽度 之比 通常在 之间，根据炉子工作条件，取 。
因此，确定炉膛尺寸如下：长宽高为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：效效效4.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 轻质粘土砖，密度为 的普通硅酸铝纤维毡， 级硅藻土砖。
炉顶采用 轻质粘土砖， 密度为 的普通硅酸铝纤维毡，膨胀珍珠岩。
炉底采用三层 轻质粘土砖 ， 密度为 的普通硅酸铝纤维毡，级硅藻土砖和膨胀珍珠岩复合炉衬。
炉门用 轻质粘土砖， 密度为 的普通硅酸铝纤维毡，级硅藻土砖。
炉底隔砖采用重质粘土砖（ ），电热元件搁砖选用重质高铝砖。
炉底板材料选用 耐热钢，根据炉底实际尺寸给出，分三块或者四块，厚 。
四、砌体平均表面积计算砌体外廓尺寸如下：外外外试中 ——拱顶高度，此炉子采用60°标准拱顶，取拱弧半径 ，则f可由求得。
热处理箱式电阻炉设计
热处理箱式电阻炉设计热处理是一种常见的金属加工方法，它通过控制材料的加热和冷却过程来改变材料的性能和组织结构。
箱式电阻炉是热处理领域中常用的设备之一，它具有结构简单、操作方便、加热均匀等优点。
本文将从箱式电阻炉的结构设计、加热方式、温度控制、安全性等方面进行探讨。
首先，箱式电阻炉的结构设计是其设计的重要方面之一、箱式电阻炉一般由炉体、加热元件、电控系统和保温材料组成。
炉体通常采用优质钢板焊接而成，具有良好的密封性能和耐高温性能。
加热元件一般采用镍铬合金电阻丝或电阻片，通过电流通过加热元件发热，实现对材料的加热。
电控系统一般由温度控制器和电源组成，用于控制加热元件的加热功率和温度的控制。
保温材料一般采用耐高温陶瓷纤维或石棉棉等材料，用于保持炉体内部的高温。
其次，加热方式是箱式电阻炉设计中需要考虑的重要问题之一、常见的加热方式包括顶部加热和底部加热。
顶部加热是指在箱式电阻炉的炉膛顶部布置加热元件，通过上方向下辐射热传导到炉膛内的材料上。
底部加热是指在箱式电阻炉的底部布置加热元件，通过下方向上辐射热传导到炉膛内的材料上。
两种加热方式各有优缺点，根据具体的工艺要求选择合适的加热方式。
在温度控制方面，箱式电阻炉设计需要考虑如何实现对温度的精准控制。
一般情况下，箱式电阻炉采用PID控制方式，即比例-积分-微分控制方式。
PID控制器可以根据温度的反馈信号自动调整加热功率和温度的设定值，从而实现对温度的精准控制。
此外，在箱式电阻炉设计中还需要考虑如何解决温度梯度的问题，以保证加热均匀性。
通常采用设置多个加热区域或者采用电磁感应加热的方式来解决温度梯度的问题。
最后，在设计箱式电阻炉时，安全性也是需要考虑的重要因素。
箱式电阻炉在加热过程中会产生高温，因此需要采取一系列的安全措施来防止事故的发生。
比如，在炉体外部设置保护层，以避免烤伤。
在电控系统中设置过温报警器和断电保护装置，以及温度超限自动切断电源，以确保炉体温度在安全范围内。
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。
热处理炉(箱式电阻炉)设计
热处理炉设计一、 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：低合金钢等的回火；（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550℃；（4）炉外壁温度小于60℃；（5）生产率：120kg/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，选用低温（≦550℃）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 120=，按教材表5-1选择适用于回火的一般箱式炉，其单位炉底面积生产率)(00120h 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：201 1.2100120m 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： 21 1.41285.01.285.0m 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 840.021.6802680.15.01.4125.0======（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 588.0840.07.07.0=⨯==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(箱式电阻炉)设计
热处理炉设计一、 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：低合金钢等的回火；（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550℃；（4）炉外壁温度小于60℃；（5）生产率：120kg/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，选用低温（≦550℃）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 120=，按教材表5-1选择适用于回火的一般箱式炉，其单位炉底面积生产率)(00120h 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：201 1.2100120m 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： 21 1.41285.01.285.0m 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 840.021.6802680.15.01.4125.0======（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 588.0840.07.07.0=⨯==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。
箱式电阻炉设计(修改版)
佳木斯大学热处理设备课程设计（说明书）题目：热处理箱式电阻炉的设计（生产率110kg/h，温度≤600℃）院（系）：材料科学与工程学院专业班级：金属一班学号：**********学生姓名：位来指导教师：**起止时间：2012-11-19~2012-12-10课程设计任务及评语目录一、炉型的选择 (1)二、确定炉体结构和尺寸 (1)三、砌体平均表面积计算 (2)四、计算炉子功率 (2)五、炉子热效率计算 (5)六、炉子空载功率计算 (5)七、空炉升温时间计算 (5)八、功率的分配与接线 (6)九、电热元件材料选择及计算 (6)十、电热体元件图 (7)十一、电阻炉装配图 (7)十二、电阻炉技术指标 (7)参考文献 (8)设计任务：按工作要求可设计一台热处理电阻炉，其技术要求为：(1)用途：中低碳钢、合金钢毛坯或零件的淬火、正火处理，处理对象为中小型零件，无定型产品，处理批量为多品种，小批量；(2)生产率：110kg/h；(3)工作温度：最高使用温度≤600℃；(4)生产特点：周期式成批装料，长时间连续生产。
一、炉型的选择根据设计任务给出的技术要求和生产特点，本设计宜选用箱式热处理电阻炉。
二、确定炉体结构和尺寸1．炉底面积的确定根据所学知识炉底面积用炉底强度来计算。
生产率为110kg/h，即可选择箱式炉用于淬火和正火时的单位面积炉底强度h为115kg/(m2·h)，故可求得炉底有效面积F1 = P/h= 110/115 = 0.96m2K为有效面积与炉底总面积的比例系数，K=F/F1=0.75~0.85，我们取系数为0.84，则炉底实际面积：F = F1/0.84 =0.96/0.84 =1.14m22．炉底长度和宽度的确定考虑到工作时的状态，长度与宽度之比L/B=3:2，因此可知B =930m，L =1310m。
又因为要考虑便于砌砖，根据标准砖尺寸，取L =1380mm，B =920mm。
热处理炉设计
热处理炉设计热处理炉（箱式电阻炉）是用于加热金属材料并进行热处理的设备。
箱式电阻炉通常由一个外壳、绝缘层、电炉线圈、控制系统和加热室组成。
在设计热处理炉时，需要考虑到温度控制、加热均匀性、安全性和能源效率等因素。
首先，温度控制是热处理炉设计的一个重要因素。
热处理过程中需要精确控制加热室内的温度，以确保金属材料达到所需的热处理温度。
在设计过程中，需要选择合适的温度传感器并将其安置在加热室内。
控制系统会根据传感器读数自动调整电炉线圈的电流，以控制加热室内的温度。
其次，加热均匀性也是设计热处理炉时需要考虑的因素之一、金属材料在加热过程中需要保持均匀加热，以确保整个材料的性能都能得到改善。
为了实现加热均匀性，可以在电炉线圈周围安装多个加热元件。
此外，还可以通过控制电炉线圈内部的绝缘材料的厚度，来调整加热室内的温度分布。
第三，热处理炉设计时需要考虑到安全性。
由于炉内温度较高，设计时必须采取安全措施以防止人员或设备受伤。
例如，可以在加热室上安装传感器和报警设备，以监控温度。
如果温度超过设定范围，报警装置会发出警报并停止加热。
最后，热处理炉设计还需要关注能源效率。
为了提高能源利用率，可以采用节能型电炉线圈，如高效电炉线圈或感应加热技术。
此外，还可以将炉体进行隔热处理，以减少能量散失。
总体而言，热处理炉（箱式电阻炉）设计需要考虑温度控制、加热均匀性、安全性和能源效率等因素。
通过合理的设计和选择合适的技术，可以确保热处理炉的稳定运行，提高金属材料的质量和生产效率。
箱式热处理电阻炉设计方案
h–炉底强度，115kg/（m·h）。
因为有效面积与炉底实际面积存在关系式K=F1/F= 0.85，得炉底实际面积
F = F1/0.85= 2.87/ 0.85=3.38m2
2.2
对于箱式热处理电阻炉，炉底长度与宽度之比约为3:2，所以由炉底长度公式
L=
可知L= =2.25m
2.炉底
炉底在高温下承受工件的压力，装出料时常受到工件的冲击或磨损，因此，要求有较高的耐压强度，砌层厚度也要求比炉墙厚一些。一般电阻炉的炉底结构是在炉底钢板上用硅藻土砌成方格子做支撑，格子内再填充蛭石粉，上面在铺几层硅藻土或轻质砖，再往上为耐火砖。
3.炉顶
由于侧墙、前墙及后墙以及炉顶的工作条件相似，采用相同炉衬结构，即一层：耐火纤维毡厚度200mm。炉宽小于3.5 – 4.0 m的电阻炉采用拱顶。本设计炉采用拱顶60°拱角。
材料科学与工程141
课程设
计题目
箱式热处理电阻炉的设计
生产率330kg / h，额定工作温度600℃，炉底强度115kg / m·h；
炉底强度系数0.85；纤维毡保温材料
课程设计（论文）要求与任务
(1)炉型的选择
(2)确定炉体结构与尺寸
(3)计算砌体平均表面积
(4)计算加热炉功率
(5)计算炉子热效率
2.1
根据炉底强度指标计算炉底面积。因为零件产品为无定型产品，故不能用炉子一次装料量确定炉底面积，只能用炉底强度指标法。根据已知的生产率p为280 kg / h，炉底强度h为110kg/m2·h，故可求得炉底有效面积
F1=p / h=330/ 115=2.87m2
式中F1–炉底有效面积，2.87m2；
（4）功率的分配；电热元件尺寸、布置，绘制电热元件示意图。1天
650℃ 90kgh的箱式电阻炉设计 课程设计报告
报告题目：650℃90kg/h的箱式电阻炉设计《热处理设备》课程设计任务书课题名称650 ℃90 kg/h的箱式电阻炉设计完成时间20XX-10-20指导教师职称高工、讲师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：≤650、750、850、950、1100℃、1200℃（选一个温度）；4.生产率：60-120kg/h（分7份）；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（A 3），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。
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、辽宁x x 大学热工过程与设备课程设计#题目：热处理箱式电阻炉的设计（生产率150kg/h，功率39kw，工作温度≤600℃）院（系）：）X X专业班级：X X学号：X X学生姓名：X X指导教师：·X X起止时间：X X课程设计（论文）任务及评语&目录一、炉型的选择 (2)二、确定炉体结构和尺寸 (2)三、砌体平均表面积设计 (4)四、计算炉子功率 (5)五、炉子热效率计算 (7)六、炉子空载功率计算 (7)七、空炉升温时间计算 (7)八、功率分配与接线 (9)九、电热元件材料选择与计算 (9)十、电热体元件图 (11)十一、电阻炉装配图 (11)十二、炉子技术指标 (11)参考文献 (12)设计任务：为某厂设计一台热处理电阻炉，其技术条件为：(1)用途：中碳钢、低合金钢毛坯或零件的退火，处理对象为中小型零件，无定型产品，处理批量为多品种，小批量；(2)生产率：150kg/ h；(3)工作温度：最高使用温度≤600℃；(4)生产特点：周期式成批装料，长时间连续生产。
一、炉型的选择根据工件的特点与设计任务的要求及产量大小选择合适的炉型。
由于小批量生产，品种多和工艺稳定的要求拟选用箱式热处理电阻炉，不通保护气氛。
二、确定炉体结构和尺寸1．炉底面积的确定炉底面积的计算方法有两种。
一种是根据一次装料量计算，另一种是根据炉底强度指标计算[1]。
因工件的加热周期和装炉量不明确，故不能用炉子一次装料量确定炉底面积，只能用炉底强度指标法。
已知生产率为150kg/h，按表5—1[1]选择箱式炉用于正火和淬火为120kg/(m2·h)，故可求得炉底有效面积时的单位面积生产率p=150/120=1.25m2F=p/p=～，取系数上限，得到炉底实际面积：由于有效面积与炉底总面积存在关系式F/F1F=F/= =1.47m22．炉底长度和宽度的确定对于热处理箱式电阻炉，设计时考虑装出料的方便，根据长度与宽度之比，取L/B=2:1，因此，可求得炉底宽度F=2.059mL=5.0/B=L／2=／2=1.030m 为方便砌砖L=2205mm B=1048mm 3．炉膛高度的确定根据统计的资料，炉膛高度（H）对炉底宽度（B）之比H／B通常在0．52～0．9之间，大多数在左右，根据炉子工作条件，取H／B=左右，选定炉膛高度H=707mm。
因此，确定炉膛尺寸如下长 L=(230+2)×9+(230/2+2)=2205mm宽 B=(120+2)×5+(50+2)×4+(113+2)×2=1048mm高 H=(65+2)×10+37=707mm为防止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，在一般情况下，要保证炉料上部有200～300mm的空间，有利于辐射与对流传热，由此确定工作室有效尺寸为L=2000mm效=950mmB效H=500mm效砌体结构如图1所示：轻质粘土砖硅藻土砖重质粘土砖耐热钢图1砌体结构示意图4．炉衬材料及厚度的确定由于侧墙、前墙及后墙以及炉顶的工作条件相似，采用相同炉衬结构，即两层：113mmQN —轻质粘土砖和180mmB级硅藻土砖。
炉底采用耐火层314mm，材料为113mmQN—轻质粘土砖,绝热层硅藻土砖和蛭石粉厚180mm。
炉门用65mmQN—轻质粘土砖+65mmA级硅藻土砖。
炉底板材料选用Cr-Mn-Ni耐热钢，根据炉底实际尺寸给出，分三块或四块，厚20mm。
炉底隔砖采用重质粘土砖[2]。
三、砌体平均表面积计算砌体外廓尺寸如图1所示。
L外=L+2×(113+180)=2791mmB外=B+2×(113+180)=1634mmH外=H+f+(115+180)+（65+2）×3+180=1523mm式中：f—拱顶高度，此炉子采用60°标准拱顶，取拱弧半径尺R=B，则f可由f=R(1-cos30°)=140mm求得。
1.炉顶平均面积F顶内=（2πR/6）×L=2.42m2F顶外=B外×L外=4.56m2F顶均= =3.320m22.炉墙平均面积炉墙面积包括侧墙及前后墙，为简化计算将炉门包括在前墙内。
F墙内=2LH+2BH=5.109m2F墙外=2H外（L外+B外）=13.479m2F墙均2 3.炉底平均面积F底内=B×L=2.311m2F底外=B外×L外=4.560m2F底均2四、计算炉子功率1据热平衡计算炉子功率 (1) 加热工件所需的热量Q 件由附表6[1]得，工件在600℃及20℃时比热容分别为C 件2=(kg ·℃)， C 件1=／(kg ·℃)，根据Q 件=p(C 件2t 1-C 件l t 0)=150×××20)=h (2) 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[3]。
根据式(1—15)[2]111n ni i ii t t s F λ+=-∑ 对于炉墙散热，如图5—9[4]所示，首先假定界面上的温度及炉壳温度，炉内温度t 1=600℃ 界面温度为t 2=500℃ 炉壳温度t 3=60℃耐火层S 1的平均温度t 1均=（600+500）/2=550℃ 保温层S 2的平均温度t 2均=（500+60）/2=280℃ 炉衬的热导率由附表3[1]得 λ1=+×t 1均=+×550=(m ·℃) λ2=+×t s3均=+×280=(m ·℃)。
当炉壳温度为60℃，室温为20℃时，由附表2[1]经近似计算可得αΣ=(m 2·℃) a)求热流q 墙 =（600-20）/（S 1/λ1+ S 2/λ2 +1/αΣ） =（600-20）/（++1/）=m 2 b)计算交界面上的温度t 2墙、t 2墙=11s t q λ1-墙=×（）=574.8℃验算界面温度（t 2墙—t 2）/t 2墙=%<5%该假设结果满足设计要求，不需要重算.c)验算炉壳温度t 3墙t 3墙=222s t q λ-墙=（S 2/λ2）=58℃该结果满足一般热处理电阻炉表面温度<60℃的要求。
d).计算炉墙散热损失Q 墙散= q 墙·F 墙均=×= 同理可以求得 Q 顶散= q 墙·F 顶均=×= Q 底散= q 墙·F 底均=×= 整个炉体散热损失 Q 散= Q 墙散+Q 顶散+ Q 底散==h(3) 开启炉门的辐射热损失设装出料所需时间为每小时6分钟，根据式(5—6)[2]Q 辐=×Φδt[4100Tg ⎛⎫ ⎪⎝⎭-4100Ta ⎛⎫⎪⎝⎭]因为T g =600+273=873K ，T a =20+273=293K ， 由于正常工作时，炉门开启高度的一半，故炉门开启面积F=B ×2H =×0.6402=0.370 m 2炉门开启率δt=由于炉门开启后，辐射口为矩形，且2H与B 之比为=，炉门高度与炉墙厚度之比为=，由图1-14[4]第一条线图1-14[4]查得Φ=故Q 辐=×Φδt[4100Tg ⎛⎫ ⎪⎝⎭-4100Ta ⎛⎫⎪⎝⎭]=h（4）开启炉门溢气热损失溢气热损失 Q 溢=q va ρa C a （t g ’-t a ）δt 其中q va =1997·B ·2H 3/h 空气密度ρa =1.29 kg/m 3由附表10[3]得C a =（m 3·℃） t a =20℃ ，t g ’为溢气温度， t g ’=20+23（600-20）=406.7℃ Q 溢=q va ρa C a （t g ’-t a ）δt= KJ/h（5）其它热量损失其他热量损失越为上述热损失之和的10％～20％故Q 它=（Q 件+Q 散+Q 辐+Q 溢）=h（6）热量总输出其中Q 辅=0，Q 控=0，Q 总=Q 件+Q 辅+Q 控+Q 散+Q 损+Q 溢+Q 它=h（7）炉子的安装功率P 安=3600KQ 总其中K 为功率储备系数，本炉设计中K 取，则P 安=（×112656）/3600=为减少加热时间，与标准炉子相比较，取炉子功率为39kW 。
五、炉子热效率计算1．正常工作时的效率[4]由式(5—12)[1]η=Q Q 件总==％ 2．在保温阶段，关闭炉门时的效率η=Q 件/[Q 总-（Q 辐+Q 溢）]=％六、炉子空载功率计算P 空=3600Q Q 散它+= 七、空炉升温时间计算由于所设计的箱式电阻炉的耐火层结构相似，而保温层蓄热较少，为简化计算，将炉子侧墙、前后墙及炉顶按相同数据计算，炉底由于砌砖方法不同，进行单独计算[5]，因升温时炉底板也随炉升温，也要计算在内。
1.炉墙及炉顶蓄热V侧粘=2×+2×××（+）=0.451m3V前·后粘=2×××+=0.198m3V顶粘=××=0.266m3V侧硅=2×[+2×+]××（++）=1.444m3V前·后硅=2×（+×2）××（++）=0.625m3V顶硅=（+2×）××（+2×）=0.722m3由式(5—9)因为t粘=(t1+t2墙)／2=(600+/2=587.4℃Q蓄=V粘ρ粘C粘(t粘-to)+V硅ρ硅C硅(t硅-t)查附表3[3]得C粘=+×10-3t粘=(kg·℃)t硅=(t2墙+t3墙)/2=（+58）/2=316.4℃查附表3[3]得C硅=十×10-3t硅=／(kg·℃)所以得Q蓄1=（V侧粘+ V前·后粘+ V顶粘）ρ粘C粘（t粘-t）+（V侧硅+ V前·后硅+ V顶硅）ρ硅C硅（t硅-t）=（++）×1000××+（++）×500××=2.炉底蓄热计算V底硅=×[+2×（+）]×[+2×+）]=0.09m3V底粘=×2[+2×+）]×[+2×+）]=0.67m3查附表3[3]得C底粘=+×10-3t底粘=／(kg·℃)t底硅=397℃查附表3[3]得C底硅=+×10-3 t底=(kg·℃)所以得Q底蓄=××1000×+××500×=3. 炉底板蓄热根据附表6[1]查得600℃和20℃时高合金钢的比热容分别为：C板2=(kg·℃)和C板1=(kg·℃)。