箱式电阻炉课程设计

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与炉子总图一张。

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与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、炉底长度与宽度的确定

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:

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,级硅藻土砖与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:

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。

1、炉顶平均面积

2、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。

3、炉底平均面积

五、计算炉子功率

1、根据经验公式法计算炉子功率

由教材式

取式中系数,空炉升温时间假定为,炉温,炉膛面积

所以

由经验公式法计算得

2、根据热平衡计算炉子功率

(1)加热工件所需的热量

由教材附表6得,工件在及时比热容分别为

,,根据式

(2)通过炉衬的散热损失的热量

I、炉墙的散热损失

由于炉子侧壁与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。

根据式