热处理电阻炉设计计算举例演示文稿
电阻炉设计
题目热处理炉设计学院专业班级学号学生姓名完成日期一、设计任务1、中碳钢、低合金钢毛坯或零件的淬火、正火及调质处理；2、最大生产率150Kg/h；3、工作温度：最高使用温度≤1200℃；4、生产特点：周期式成批装料，长时间连续生产。
二、炉型的选择因为工件材料为中碳钢、低合金钢，热处理工艺为淬火、正火及调质处理，且最高温度为1200℃，选择高温炉即可。
同时工件没有特殊规定并且需要小批量生产，则选择周期式箱式炉。
综上所述，选择周期式高温箱式电阻炉。
三、炉膛尺寸的确定1.炉底面积确定因无定型产品，故不能用实际排料法确定炉底面积，只能用炉底强度指标法计算。
查上表得，P0 =120Kg/（m2·h）F有效 = P/P0 = 150/120 = 1.25（m2）由于有效面积与炉底总面积存在关系式F/F1=0.75～0.85，取系数上限，得炉底实际面积：F=F有效=1.25/0.85=1.471m22.炉膛底部的长度和宽度的确定L和B的比例为2~1.5（小炉子取上限），取L/B=2，因此F=L*B=0.5L2。
可得，L=2*F=1.72mB=L/2=0.86m为方便砌砖L=1856mm，B=920mm附表如下:3.炉膛高度的确定按统计资料，炉膛高度H与宽度B之比H／B通常在0．5～0．9之间，根据炉子工作条件，取H／B=0.8左右，选定炉膛高度H=0.7m。
因此，确定炉膛尺寸如下长 L=(230+2)*8=1856mm宽 B=(113+2)*8=920mm高 H=(65+2)*11+37=774mm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L效=1600mmB效=700mmH效=700mm四、炉体材料选择与结构设计由于侧墙、前墙及后墙的工作条件相似，采用相同炉衬结构，应采用4层结构即耐火层为113mmLZ—48高铝砖+中间层为230mmQN—1.0轻质粘土砖+保温层为300mm硅藻土粉+10mm石棉板。
热处理炉第四章热处理电阻炉概述PPT演示文稿
电热元件
炉子的发热体，使电能 转化为热能，加热工件。
辅助装置 机械传动系统，炉子操 作参数测量及控制系统，
可控气氛供应和控制系统
或真空系统等等。
5
二、通用性周期作业热处理炉 1、箱式电阻加热炉
RX3系列950℃箱式电阻炉
6
1.6
第四章 热处理电阻炉概述
二、通用性周期作业热处理炉
1、箱式电阻加热炉
技术改造：采用轻质砖和耐火纤维作炉衬以减少炉子 的散热损失和蓄热量；加强炉子密封，通入保护气氛， 实现无氧化加热。
1.10
10
高 温 箱 式 电 阻 炉
高温箱式电阻炉
1-炉门；2-观察孔；3-变压器；
4-碳化硅棒；5-炉衬；6-炉壳；7-热电偶孔
11
高温箱式电阻炉：结构与中温箱式电阻炉相似，炉 墙内侧多了一层高铝重质耐火砖；由于炉温高，所以应 增加炉衬厚度，炉门壁厚。炉底多用碳化硅或重质高铝 砖制成。
29
罩式炉
30
1.30
五、处理小尺寸工件的周期作业炉
滚筒式炉 翻转炉底板式炉
小尺第寸四零章件装热筐加处热理时电常会阻堆炉积概在一述起，影响加热速度
和温度均匀性，这类炉子应能将工件分散布置在炉底上加 热，或在加热过程中使工件不断翻转运动。
滚筒式炉：小尺寸（如 轴肖，链片等）渗碳、 淬火和正火等。
滚筒式炉
5－台车驱动装置；6－台车；7－炉门；8－炉门升降机构
1.26
26
RX3系列台车式电阻炉
27
1.27
第四章 热处理电阻炉概升述降底式炉
炉体架空固定在支架上， 炉口向下和炉底可升降的 炉子。炉底在地面装料后 上升，将工件送入炉膛并 封闭炉口。
热处理电阻炉设计计算举例共70页文档
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
10、一个人应该：活泼而守纪律，天 真而不 幼稚， 勇敢而 鲁莽， 倔强而 有原则 ，热情 而不冲 动，乐 观而不 盲目。 ——马 克思
热处理设备热处理电阻炉ppt课件
考虑因素：
➢ 一次装炉料量、 ➢ 有效面积、 ➢ 装出料的方便程度、 ➢ 气体流通等
精选ppt
20
炉型的选择和炉体尺寸的确定
具体尺寸确定：
L(炉膛的长度)=L1（有效的长度）+0.2~0.3（m） （预留的两空隙）
B(炉膛的宽度)=B1（有效的宽度）+0.2~0.3（m） （预留的两空隙）
热处理车间 设备与设计
热处理电阻炉
任慧平 孙昊 内蒙古科技大学 材料与冶金学院
精选ppt
1
本章大纲的要求内容
概述
了解电阻加热炉的一般知识
炉型的选择和炉体尺寸的确定
掌握炉型的选择和炉体尺寸的确定办法和计算
电阻加热炉功率的确定
掌握如何确定电阻加热炉功率
电热体材料及其性能
了解电热体材料及其性能
电热体的计算及其在炉内布置
✓ 为节能和提高升温速度，在符合耐火、保温和机 械强度的要求，应尽量采用轻质耐火材料
✓ 保温材料的使用温度不能超过容许温度。 ✓ 炉衬外表温度应保持在40~60℃之间为宜。
精选ppt
24
炉型的选择和炉体尺寸的确定
炉墙的砌筑：
➢ 炉温低于300℃的电阻炉，用钢板夹层作炉墙，中间 填充保温材料
➢ 小于700℃，轻质粘土砖做砌体，外部加蛭石粉或硅 藻土砖等保温材料
炉壳的作用是保护炉衬，加固炉子结构和保 持炉子的密封性，通常是用钢板复贴在钢架 上焊接而成
精选ppt
28
电阻加热功率的确定
确定方法：
经验计算法 类比法 理论计算法
经验计算法：
精选ppt
29
电阻加热功率的确定
类比法 理论计算法(热平衡法)
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。
第二章热处理电阻炉设备演示文稿
对于炉膛较深的井式电阻炉，为使炉温均匀，可分几个加热区，各 区温度分别控制。
由于井式炉密封性较好、散热面积小，因此热效率较高(高于箱式电阻 炉)。
第十九页，共173页。
第二十页，共173页。
• （ii）RJ系列化列间接加热井式电阻炉
• a、高温井式电阻炉：最高温度1200℃ • b、中温井式热处理炉：最高温度950℃
装料出料使工件顺序通过炉膛的炉子。 • 特点：①工件在炉内完成了加热（预热、升
温、均温）保温，有时包括冷却的全部工艺 操作。 • ②每个（每批）工件的处理条件基本相同⇒ 生产效率高，产品质量稳定、生产成本低。 • ③设备费用较高，不易改变工艺，适用于品 种单一的大批量生产。
第四十七页，共173页。
• 2、分类（按传动机构） • （1）推送式炉 • 直通式的结构，一端安设推料机，将导轨上
• 包括炉壳、炉门、电热元件引出孔，热电偶孔、风 扇轴孔，推料机械伸出炉外的孔洞等处的密封。
• 仅应用于电阻炉。控制电热元件受气氛侵蚀。
• (b)炉罐密封 • 密封效果好，但会降低传热效果和增加炉罐材料消耗，
炉子工作温度也受限制。
• (c)兼具上述两种 • 采用辐射管加热器，防止炉气侵蚀元件和火焰破坏炉
第五十三页，共173页。
第五十四页，共173页。
• （三）可控气氛热处理炉 • 可控气氛热处理炉是我国重点发展的炉子。 • 可控气氛热处理炉：可控气氛或保护气氛，
实现工件无氧化，无脱碳加热。
第五十五页，共173页。
• 1、可控气氛炉应具备的条件 • （1）、炉膛严格密封
• 密封形式：炉体密封和炉罐密封两类。 • （a）炉体密封
内气氛。
第五十六页，共173页。
箱式热处理电阻炉设计
辽宁工业大学热工过程与设备课程设计（说明书）题目：箱式热处理电阻炉设计院（系）：材料工程及其自动化131专业班级：学号：姓名：指导教师：课程设计任务及评语院(系)：教研室：材料教研室学号11111 姓名名字专业班级课程设计题目箱式热处理电阻炉的设计生产率220 kg / h，额定工作温度1200℃，炉底强度95 kg / mh·；炉底强度系数0.83；蛭石保温材料课程设计( 论文)(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(6) 计算炉子空载功率(7) 计算空炉升温时间(8) 功率分配与接线(9) 电热元件材料选择与计算(11) 电热体元件图(12) 电阻炉装配图(13) 炉子技术性能指标(14) 参考文献1)布置设计任务，设计方案讨论、选择炉型 1 天2)炉膛尺寸、炉体结构和尺寸、绘制炉衬示意图。
2 天3)炉子的加热功率、热效率、空炉升温时间。
2 天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5)绘制电热元件布置图和电阻炉装配示意图。
1 天6)撰写、编辑、排版、修改设计说明书。
4 天7)考核、答辩。
1 天成绩：指导教师签字：学生签字：年月日目录目录........................................................................ I..1 炉型的选择................................................................. 1.2 炉体结构及尺寸............................................................. 1...2.1 炉底面积的确定........................................................... 1...2.2 炉膛尺寸的确定........................................................... 1...2.3 炉衬材料及厚度的确定..................................................... 2...3 砌体平均表面积计算......................................................... 3...4. 炉子功率 .................................................................. 6.5 炉子热效率计算............................................................. 9...6 炉子空载功率计算........................................................... 9...7 空炉升温时间计算........................................................... 9...8 功率的分配与接线 (11)9 电热元件材料选择及计算.................................................... 1..2.10 电热体元件图 ............................................................ 1..4.11 电阻炉装配图 ............................................................ 1..5..12 电阻炉技术指标 .......................................................... 1..6.参考文献.................................................................... 1..7..设计任务：为某厂设计一台井式热处理电阻炉，其技术条件为：(1) 用途：碳钢、合金钢毛坯或零件的正火、淬火，处理对象为中、小型零件、非长 杆类零件，无定型产品，小批量，多品种。
电阻炉设计与计算例题.
Q散= Q墙散+ Q顶散+ Q底散
= 4562.5 + 1111.6 + 1276
= 6950.1W
= 25020.4kJ/h
⑶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）
因为Tg = 950 + 273 = 1223K，Ta = 20 +273 = 293K，
炉底采用三层QN-1.0轻质粘土砖（67×3）mm+50mm密度为250kg/m3的普通硅酸铝纤维毡+182mmB级硅藻土砖和膨胀珍珠岩复合炉衬。
炉门用65mmQN-1.0轻质粘土砖+80mm密度为250kg/m3的普通硅酸铝纤维毡+65mmA及硅藻土砖。
炉底隔砖采用重粘土砖，电热元件搁砖选用重质高铝砖。
L效=1500mm
B效=700mm
H效=500mm
.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113mmQN-1.0轻质粘土砖+50mm密度为250kg/m3的普通硅酸铝纤维毡+113mmB级硅藻土砖。
炉顶采用113mmQN-1.0轻质粘土砖+80mm密度为250kg/m3的普通硅酸铝纤维毡+115mm膨胀珍珠岩。
同理可以求得
t2顶= 844.3℃，t3顶= 562.6℃，t4顶=53℃，q顶= 485.4W/m2
t2底=782.2℃，t3底= 568.5℃, t4底=53.7℃，q底= 752.2W/m2
炉顶通过炉衬散热
Q顶散= q顶·F顶均= 485.4 × 2.29 = 1111.6W
炉底通过炉衬散热
Q底散= q底·F底均= 572.2 × 2.23 = 1276W
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
★热处理电阻炉的设计是一项综合性的技术工作：
所需知识：炉子知识；热处理工艺；机械设计；电 工及温度控制等有关内容；
设计原则：密切结合生产实际，综合运用有关知识。
★设计准备：详尽收集有关原始资料：
包括：生产任务(公斤或件/小时或年)及作业制度 (一、二班或连续生产)；加热工件的材料、形状、 尺寸和重量；工件的热处理工艺规程和质量要求； 电源及车间厂房等条件；炉子的制造维修能力和 投资金额等。
B外=B+2×(115+50+115)=1490mm
H外=H+f+(115+80+115)+67×4+50+182
炉顶厚
4 块粘土砖高 炉 底保温层厚
=640+116+310+268+50+182
炉顶 采用113mmQN —1. 0轻质粘土砖十80mm密度 为250kg/m3的普通硅酸铝纤维毡十115mm膨胀珍珠岩。
炉底 采用三层QN—1.0轻质粘土砖(67① ×3)mm + 50mm密度为250kg/m3的普通硅酸铝纤维毡十182mmB级 硅藻土砖和膨胀珍珠岩复合炉衬。
炉门 用65mmQN—1.0轻质粘土砖+80mm密度为 250kg/m3的普通硅酸铝纤维毡+65mmA级硅藻土砖。
作用：炉衬变薄、重量减轻、炉衬蓄热量减少、 热损失减少、降低炉子空载功率并缩短升温时间。
4）较大的炉子采用温度分区控制，增进温度均匀 性， 还可设置风扇，以加快传热速度。
5）炉底电热元件上方敷盖耐热钢制炉底板，其材 料以铬锰氮居多。
c、低温箱式电阻炉：<650 ℃
有强制气流循环和远红外辐射加热炉，前 者靠对流传热。
炉底隔砖采用重质粘土砖，电热元件搁砖选用重质 高铝砖。（注①67=65+2，2是砖缝的宽度。）
炉底板材料选用Cr—Mn—N耐热钢，根据炉底实际尺寸 给出，分三块或四块，厚20mm。
四、砌体平均表面积计算
砌体外廓尺寸如图53;2×(115+50+115) = 2360mm
二、炉型的选择
根据设计任务给出的生产特点，拟选用箱式热处理电 阻加热炉，不通保护气氛。
三、确定炉体结构和尺寸
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160kg/h，按表
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
120kg/(m2﹒h)，故可求得炉底有效面积
和生产质量高，劳动条件好，对环境污染较小。
箱式电阻炉
箱式电阻炉
a、高温箱式电阻炉：最高温度1300℃，SiC 棒作电热元件。
特点：
①电热元件直接布置在炉膛两侧，且不遮蔽， 极少布置于炉顶和炉底，工件加热依靠热辐 射。
②砌筑材料要求高，高铝砖或SiC制品。
b、中温箱式电阻炉：额定温度950℃，合 金电热元件Ni-Cr 。
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： L效=1500mm ； B效=700 mm； H效=500mm
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113mmQN—1.0轻质粘土砖+50mm密度为 250kg/m3的普通硅酸铝纤维毡+ 113mrnB级硅藻土砖。
F1
P P0
160 1.33m 2 120
有效面积与炉底总面积存在关系式F1/F=0.75~0.85， 取系数上限，得炉底实际面积
F F1 1.33 1.57m2 0.85 0.85
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装出料方便，取 L/B=2：1，而F=L·B=0.5L2，因此，可求得
特点：
1）电热元件布置在炉子侧壁和炉顶，依 靠辐射加热工件。
2）炉衬采用密度不超过1.0g/cm3的轻质耐 火粘土砖砌成，保温层采用珍珠岩保温砖 并填以蛭石粉、膨胀珍珠岩颗粒等材料。
b、中温箱式电阻炉：额定温度950℃，合金电热 元件Ni-Cr 。特点：
3）在耐火层和保温层间夹以硅酸铝耐火纤维作为 炉衬。
热处理电阻炉设计计算举例演示文稿
电阻炉是最主要的、应用最广的热处理设备
优点：
1)控温精度和自动化程度很高，准确度可达1～5℃； 2)炉温均匀性好，波动范围小，可控制在3～5℃； 3)热效率高，可达45%～80%(煤气炉＜25%)； 4)便于采用可控气氛； 5)结构简单紧凑，体积小，便于组成流水线生产； 6)其生产和热处理工艺的机械化、自动化、生产效率
编制电炉使用说明书等随机技术文件。
热处理电阻炉设计计算举例
一、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淬火、正 火及调质处理。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：160kg/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。
★热处理电阻炉的设计内容
(1)炉型的选择； (2)炉膛尺寸的确定； (3)炉体结构设计(包括炉衬、构架、炉门等)； (4)电阻炉功率的计算及功率分配； (5)电热元件材料的选择； (6)电热元件材料的设计计算； (7)炉用机械设备和电气、控温仪表的设计与选用； (8)技术经济指标的核算； (9)绘制炉子总图、砌体图、零部件图、安装图和
L F / 0.5 1.57 / 0.5 1.772 m
B L / 2 1.772 / 2 0.886 m
根据标准砖尺寸，为便于砌砖，取L =1.741m， B=0 .869m。
3．炉膛高度的确定
按统计资料，炉膛高度H与宽度B之比H/B通常在 0.5~0.9之间，根据炉子工作条件，取H/B=0.7左右，根据 标准砖尺寸，选定炉膛高度H=0.640m。
因此，确定炉膛尺寸如下：
砖长 砖 缝
长 L （230 2） 7 （230 1 2） 1741 mm
长度
炉底搁砖宽度 2
宽 B （120 2） 4 （65 2）（40 2） 2 （113 2） 2 869 mm
高 H （65 2） 9 37 640 mm
拱角砖矮边 高度
炉底支撑砖厚度