热处理电阻炉设计
热处理电阻炉设计
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：碳钢、低合金等的淬火、调质以及退火、正火； （2）工作：中小型零件，小批量多品种，最长0.8m ； （3）最高工作温度为950℃； （4）炉外壁温度小于60℃. （5）生产率：105Kg/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）用热平衡法计算炉子功率；
（4）选择和计算电热元件，确定其布置方法； （5）写出技术规范。
二、炉型选择
根据设计任务给出的生产的特点，选用中温（650~1000℃）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。已知炉子生产效率P=105Kg/h 。按教材表5-1选择适用于淬火、正火的一般箱式炉，其单位炉底面积生产率P 0=100~120Kg/（m 2·h ）。因此，炉子的炉底有效面积（即可以摆放工件的实际面积）F 1可按下式计算：
2011105
105m 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。炉子小取值小值；炉子大取值大值。本设计取中值0.8，则炉底总面积F 为：
2125.18
.018.0m F F ===
（2）确定炉膛的长度和宽度 炉底长度和宽度之比B
L
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=B
L
,则炉子炉底长度和宽度分别为： m F L 581.15.025.15.0=== m L B 791.02
581.12===
（3）确定炉膛高度 炉膛高度和宽度之比
B
H
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 554.0791.07.07.0=?==
2.确定实际炉膛尺寸
为方便砌筑炉子，需要根据标准砖尺寸（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面布置电热元件等要求，进一步确定炉膛尺寸。依据理论计算的炉膛长度、宽度和高度，进一步确定炉膛尺寸如下：
mm L 16247)2230(=?+=
mm B 7934)2110(3)2113(=?++?+= mm H 573378)265(=+?+=
注意：实际确定的炉膛尺寸和理论计算的炉膛尺寸不要差别太大。 3.确定炉膛有效尺寸
为避免热处理工件与炉膛内壁、电热元件和放置电热元件的搁砖发生碰撞，应使工件与炉内壁保持一定的距离。工件应放置的炉膛的有效尺寸内。炉膛有效尺寸确定如下：
L 效=1500mm B 效=700mm H 效=450mm
四、炉衬材料的选择及其厚度的确定
炉衬材料的选择及其厚度的计算应满足在稳定导热的条件下，炉壳温度小于60℃。由于炉子外壁和周围空气之间的传热有辐射和对流两种方式，因此辐射换热系数和对流换热系数之和统称为综合传热系数∑α。炉壳包括炉墙、炉顶和炉底。这三部分外壁对周围空气的综合传热系数不同（见教材附表2），所以三部分炉衬材料的选择及其厚度也不同，必须分别进行计算。
1.炉墙炉衬材料的选择及其厚度的计算
炉子的两边侧墙和前后墙可采用相同的炉衬结构，同时为简化计算，将炉门看作前墙的一部分。
设炉墙的炉衬结构如图所示，耐火层是113mm 厚的轻质粘土砖（QN —0.8），保温层是60mm 厚、密度为350Kg/m 3的普通硅酸盐耐火纤维毡和230mm 厚的A 级硅藻土砖（耐火材料和保温材料的选择参照教材附表3和附表4）。这种炉衬结构在稳定导热条件下，是否满足墙外壁温度小于60℃，应首先求出热流密度，然后计算进行验证。
在炉墙内壁温度950℃、炉壳周围空气温度20℃的稳定导热条件下，通过炉墙向周围空气散热的热流密度为：
∑
+
++-=
αλλλ120
95033221
1S S S q
1）S 1，S 2，S 3确定
S 1，S 2，S 3分别是轻质粘土砖、硅酸盐耐火纤维毡和A 级硅藻土砖的厚度（m ）。 若考虑它们之间2mm 的砌缝宽度，则S 1，S 2，S 3得厚度为：
mm S 11521131=+=； mm S 602=； mm S 23222303=+=。
2）1λ，2λ，3λ，∑α的确定
1λ，2λ，3λ分别是轻质粘土砖、硅酸盐耐火纤维毡和A 级硅藻土砖的平均热导率
（W/m ·℃）；∑α是炉壳对周围空气的综合传热系数（W/m ·℃）。
要求出1λ，2λ，3λ和∑α，首先必须假定各层界面温度和炉壳温度。设轻质粘土砖和硅酸盐耐火纤维毡之间的界面温度C t ?=850'
2，硅酸盐耐火纤维毡和硅藻土砖之间的界面温度C t ?=620'
3，炉墙外壳温度C C t ?
4。如图所示：
? 求轻质粘土砖的平均热导率
查教材附表3，可得轻质粘土砖（QN —0.8）的平均导热率为：
为平均温度）p p t t (10212.0294.031-?+=λ
)2
850
950(10212.0294.0)2(10212.0294.03'
213
1+?+=+?+=--t t λ
=0.485W/m ·℃
? 求硅酸盐耐火纤维毡的平均热导率
硅酸盐耐火纤维毡的平均温度C t t t p ?=+=+=7352
620
8502'3'2。根据教材附表4查
得，密度为350Kg/m 3普通硅酸盐耐火纤维毡700℃、1000℃的热导率分别为0.121W/m ·℃
和0.122W/m ·℃。在700℃——1000℃温度范围内，可近似认为其平均导热率与温度成线性关系。则有：
C m W ??=?--=--/121.0700
735121
.07001000121.0122.022λλ
? 求硅藻土砖的平均导热率
查教材附表3，可得A 级硅藻土砖的平均热导率为
p t 331023.0105.0-?+=λ
C
m W t t ??=+??+=+??+=--/183.0)2
55
620(1023.0105.0)2(1023.0105.03'4'33
3λ
? 求炉墙外壳对周围空气的综合传热系数
当炉墙外壳温度为55℃，周围空气为20℃时，由教材附表2可查得，外壳为钢板或涂灰漆表面时，对周围空气的综合传热系数为：
C m W ??=∑2/81.11α
3)求热流密度
将以上数据代入求热炉密度的表达式中，可求得热流密度为：
2/8.445086.2930
81
.111183.0232.0121.006.0485.0115.020950m W q ==+
++-=
4）验算各界面和炉墙外壳温度是否满足设计要求
? 轻质粘土砖和硅酸盐耐火材料纤维毡之间的界面温度t 2为：
C S q
t t ?=?
-=-=3.844485
.0115
.08.4459501
1
12λ 相对误差为%5%67.0850
850
3.844'
2'
22<=-=-t t t ，满足设计要求，不必重算。 ? 硅酸盐耐火纤维毡和硅藻土砖之间的界面温度为：
C S q
t t ?=?
-=-=2.623121
.0060
.08.4453.8442
2
23λ; 相对误差为%5%52.0620
620
2.623'
3'
33<=-=-t t t ，满足设计要求，不必重算。 ? 炉墙外壳温度为：
C C S q
t t ?
-=-=6058183
.0232
.08.4452.6233
3
34λ； 因炉墙外壳温度小于60℃，故炉墙炉衬材料及其厚度的选择满足设计要求。若实际计算后，外壳温度大于60℃，必须重新选择炉墙炉衬材料及其厚度。
2.炉顶炉衬材料的选择及其厚度的计算
设炉顶的炉衬结构为：耐火层是113mm 厚的轻质粘土砖（QN —0.8），保温层是厚度
60mm 、密度350Kg/m 3
的普通硅酸盐耐火纤维毡和厚度113mm 的膨胀珍珠岩。
在炉顶周围内壁温度为950℃、炉壳周围温度20℃的稳定导热条件下，通过炉顶向周围空气散热的热流密度为：
∑
+
++-=
αλλλ120
95033221
1S S S q
1）S 1，S 2，S 3确定
S 1，S 2，S 3分别是轻质粘土砖、硅酸盐耐火纤维毡和膨胀珍珠岩的厚度（m ）。 若考虑它们之间2mm 的砌缝宽度，则S 1，S 2，S 3得厚度为：
mm S 11521131=+=； mm S 602=； mm S 11521133=+=。
2）1λ，2λ，3λ，∑α的确定
1λ，2λ，3λ分别是轻质粘土砖、硅酸盐耐火纤维毡和膨胀珍珠岩的平均热导率
（W/m ·℃）；∑α是炉顶外壳对周围空气的综合传热系数（W/m ·℃）。要求出1λ，2λ，3λ和∑α，首先必须假定各层界面温度和炉壳温度。设轻质粘土砖和硅酸盐耐火纤维毡之间的界面温度C t ?=860'
2，硅酸盐耐火纤维和平膨胀珍珠岩之间的界面温度C t ?=580'
3，炉顶外壳温度C C t ?
?
1λ的确定
查教材附表3，可得轻质粘土砖（QN —0.8）的平均导热率为：
为平均温度）p p t t (10212.0294.031-?+=λ
)2
860
950(10212.0294.0)2(10212.0294.03'
213
1+?+=+?+=--t t λ
=0.486W/m ·℃
?
2λ的确定
硅酸盐耐火纤维毡的平均温度C t t t p ?=+=+=7202
580
8602'
3'2。根据教材附表4查
得，密度为350Kg/m 3普通硅酸盐耐火纤维毡700℃、1000℃的热导率分别为0.121W/m ·℃
和0.122W/m ·℃。在700℃——1000℃温度范围内，可近似认为其平均导热率与温度成线性关系。则有：
C m W ??=?--=--/121.0700
720121
.07001000121.0122.022λλ
?
3λ的确定
查教材附表3，可得膨胀珍珠岩的平均热导率为
p t 331022.004.0-?+=λ
)2
55
580(1022.004.0)2(1022.004.03'
4'33
3+??+=+??+=--t t λ
=1.10W/m ·℃
?
∑α的确定
当炉顶外壳温度为55℃，周围空气为20℃时，由教材附表2可查得，外壳为钢板或涂灰漆表面时，对周围空气的综合传热系数为：
C m W ??=∑2/52.13α
3)热流密度的计算
将以上数据代入求热炉密度的表达式中，可求得热流密度为：
2/2.502852.1930
52
.131110.0115.0121.006.0486.0115.020950m W q ==+
++-=
5）验算各界面和炉顶外壳温度是否满足设计要求
? 轻质粘土砖和硅酸盐耐火材料纤维毡之间的界面温度t 2为：
C S q
t t ?=?
-=-=0.831486
.0115
.02.5029501
1
12λ 相对误差为%5%4.3860
860
0.831'
2'
22<=-=-t t t ，满足设计要求，不必重算。 ? 硅酸盐耐火纤维毡和硅藻土砖之间的界面温度为：
C S q
t t ?=?
-=-=582121
.0060
.02.5020.8312
2
23λ; 相对误差为%5%32.0580
580
582'
3'
33<=-=-t t t ，满足设计要求，不必重算。 ? 炉顶外壳温度为：
C C S q
t t ?
-=-=6057110
.0115
.02.5025823
3
34λ； 因炉墙外壳温度小于60℃，故炉顶炉衬材料及其厚度的选择满足设计要求。若实际计算后，外壳温度大于60℃，必须重新选择炉顶炉衬材料及其厚度。
3.炉底炉衬材料选择及其厚度的计算
设炉底的炉衬结构为，耐火层是（65+2）×3=201mm 厚的轻质粘土砖（QN —0.8），保
温层是厚度80mm 、密度350Kg/m 3
的普通硅酸盐耐火纤维毡和（113+2）+（65+2）×2mm 的A 级硅藻土砖。
在炉底内壁温度950℃、炉壳周围空气温度20℃的稳定导热条件下，通过炉底向周围空气散热的热流密度为：
∑
+
++-=
αλλλ120
95033221
1S S S q
1）S 1，S 2，S 3确定
S 1，S 2，S 3分别是轻质粘土砖（QN —0.8）、普通硅酸盐耐火纤维毡和膨A 级硅藻转的厚度（m ）。 若考虑它们之间2mm 的砌缝宽度，则S 1，S 2，S 3得厚度为：
mm
S 2013)265(1=?+=：
mm
S 802=；
mm S 2492)265()2113(3=?+++=。
2）1λ，2λ，3λ，∑α的确定
1λ，2λ，3λ分别是轻质粘土砖、硅酸盐耐火纤维毡和A 级硅藻转的平均热导率
（W/m ·℃）；∑α是炉炉底壳对周围空气的综合传热系数（W/m ·℃）。要求出1λ，2λ，3λ和∑α，首先必须假定各层界面温度和炉壳温度。设轻质粘土砖和硅酸盐耐火纤维毡之间的界面温度C t ?=810'
2，硅酸盐耐火纤维和平膨胀珍珠岩之间的界面温度C t ?=560'
3，炉底外壳温度C C t ?
?
1λ的确定
查教材附表3，可得轻质粘土砖（QN —0.8）的平均导热率为：
为平均温度）p p t t (10212.0294.031-?+=λ
)2
810
950(10212.0294.0)2(10212.0294.03'
213
1+?+=+?+=--t t λ
=0.481W/m ·℃
?
2λ的确定
硅酸盐耐火纤维毡的平均温度C t t t p ?=+=+=6852
560
8102'
3'2。根据教材附表4查
得，密度为350Kg/m 3普通硅酸盐耐火纤维毡400℃、700℃的热导率分别为0.081W/m ·℃
和0.121W/m ·℃。在400℃——700℃温度范围内，可近似认为其平均导热率与温度成线性关系。则有：
C m W ??=?--=--/119.0685
700121.0400700081.0121.022
λλ
?
3λ的确定
查教材附表3，可A 级硅藻土砖的平均热导率为
p t 331023.0105.0-?+=λ
)
2
55
560(1023.0105.0)2(1023.0105.03'
4'33
3+??+=+??+=--t t λ =0.176W/m ·℃
?
∑α的确定
当炉顶低壳温度为55℃，周围空气为20℃时，由教材附表2可查得，外壳为钢板或涂
灰漆表面时，对周围空气的综合传热系数为：
C m W ??=∑2/55.9α
3)热流密度的计算
将以上数据代入求热炉密度的表达式中，可求得热流密度为：
2/6.356608.2930
55
.91176.0249.0119.0080.0481.0201.020950m W q ==+++-=
6）验算各界面和炉顶外壳温度是否满足设计要求
? 轻质粘土砖和硅酸盐耐火材料纤维毡之间的界面温度t 2为：
C S q
t t ?=?
-=-=0.801481
.0201
.05.3569501
1
12λ 相对误差为%5%1.1810
810
0.801'
2'
22<=-=-t t t ，满足设计要求，不必重算。 ? 硅酸盐耐火纤维毡和硅藻土砖之间的界面温度为：
C S q
t t ?=?
-=-=3.561119
.0080
.06.3560.8012
2
23λ; 相对误差为%5%23.0560
560
3.561'
3'
33<=-=-t t t ，满足设计要求，不必重算。 ? 炉墙外壳温度为：
C C S q
t t ?
-=-=608.56176
.0249
.06.3563.5613
3
34λ； 因炉墙外壳温度小于60℃，故炉顶炉衬材料及其厚度的选择满足设计要求。若实际计算后，外壳温度大于60℃，必须重新选择炉顶炉衬材料及其厚度。
五、炉子外形尺寸的确定 1）炉子外形长度
炉子的外形长度为炉膛长度加上两倍炉墙厚度，其值为：
=外L 1624+2×（115+60+232）=2438mm=2.438m
2）炉子外形宽度
炉子的外形宽度为炉膛宽度加上两倍炉墙厚度，其值为：
外B =793+2×（115+60+232）=1609mm=1.607m
3）炉子外形高度
炉子的外形高度有以下五部分组成（图5-8右图）：炉墙高度、拱顶高度、炉顶厚度。炉底厚度和炉底预留安装电热元件所需的高度及炉底板厚度。其中炉膛高度、炉底厚度已经求出。若陆主席采用60°标准拱顶，取拱弧半径R=B ，则拱顶高度可由下式求出：
mm R f 106)30cos 1(793)30cos 1(=?-?=?-=
为了方便砌筑，预留安装电热组件所需要的高度及炉底板厚度可取65+2=67mm 。
综合以上五个部分的高度，炉子外形高度为：
m mm H 566.1156667)24980201()11560115(106573==++++++++=外
2.砌体平均表面积的计算
炉子砌体平均表面积的计算方法有两种：算术平均值和几何平均值。本设计采用几何平均值计算法。此方法首先需要算出内壁和外壁的面积。
1）炉顶平均表面积的确定
炉顶内壁是弧面，内壁面积为：
2348.1793.0624.114.36
2
236060m L R F =???=????=
π顶外 炉顶外壁是平面，外壁面积为：
2918.3607.1438.2m B L F =?=?=外外顶外
则炉顶平均面积为：230.2918.3348.1m F F F =?=?=
顶外顶内顶均
2）炉墙平均表面积的确定
炉墙包括两侧墙和前、后墙。为简化简化计算，将炉门视为前墙，则炉墙平均面积为： ）
（外外外墙外墙内墙均B L H B L H F F F +?+=?=2)(2 )607.1438.2(566.12)793.0624.1(573.02+???+??=
=5.92m 2
3）炉底平均表面积的确定 炉底平均面积为：
）（）（外外底外底内底均L B L B F F F ???=?= =225.2438.2607.1624.1793.0m =???
六、炉子的主要能量消耗项
热平衡计算法是根据炉子的输入总功率等于各项能量消耗总和的原则。来确定炉子功率的方法。
1.炉子的主要能量所需要的热量 1）加热工件所需要的热量
由教材附表6查得，低合金钢在950℃和20℃时的比热容分别为：
C 950=0.636kJ/（kJ ·℃），C 20=0.486kW/（kg ·℃），热处理炉的生产率P=105kg/h,则加工所需要的热量为；
)20486.0950636.0(105)2095020950?-??=?-?=C C P Q （件
=62420.4 kJ/h
2)通过炉衬的散热损失
通过炉衬的散热损失包括炉顶、炉墙和炉底三部分，有：
底均底墙均墙顶均顶底墙顶散F q F q F q Q Q Q Q ?+?+?=++=
=502.2×2.30+445.8×5.92+356.6×2.25 =4596.5W=16547.4kJ/h 3）开启炉门的辐射热损失 这部分热损失可由下式求得：
???
?
??????? ??-???? ??Φ=44t 01001006.3a
g T T F C Q δ辐 式中C 0——黑体辐射系数
F ——炉门开启面积。炉子正常工作时，炉门开启高度为炉膛高度的一半， 故2227.02
573.0793.02m H B F =?=?
=； Φ——遮蔽系数。开启的炉门是拉长的矩形，开启高度为m H 287.02
573
.02==， 它与炉墙厚度之比为7.0232
.006.0115.0287
.0=++，查教材图1-14曲线 1
得Φ=0.63；
t δ——炉门开启率。设装、出料所需时间为每小时6分钟。则炉门开启率为0.1；
g T ——炉气的热力学温度，为950+273=1223K ；
a T ——炉外空气的热力学温度，为20+273=293K,
将上述数据代入公式中，得：
h kJ Q /90.651410029310012231.063.0227.0675.56.344=???
?
??????? ??-??? ???????=辐
4）开启炉门的溢气热损失
对于一般的箱式电阻炉，炉门开启后要吸入冷空气。通常以加热吸入的冷空气所需的热量为该项热损失，即有：
)(q 'a g t a a va T T C Q -=δρ溢
式中va q ——炉子吸入的冷空气量。对空气介质电阻炉，零压面一般位于炉膛高度的一半（零压面在炉门开启高度中分线）。由教材（5—8）式得：
h m H H
B
q va /9.2422
573.02573.0793.019972219973=???== a ρ——20℃
冷空气的密度，为1.29kg/m 3； a C ——空气在a T ~a T （即20~950℃）温度之间的平均比热容。就本设计来说，是平均
温 度（950+2）/2=485℃的比热容。查附表10可知，空气在400℃、500℃的比热
容分别为1.33302kJ/（m 3·℃）和1.3440kJ/（m 3·℃）。可认为空气比热容在此 温度区间的变化呈线性关系，即有：
)/(342.1400
4853302
.14005003302.13440.13C m kJ C C a a ??=?--=--
t δ——炉门开启率，0.1。
'g T ——溢气温度（见教材74页），近似为：
()C T T T c
a g a ?=+-?=+-64020)20950(3
232 将上述数据代入公式中得开启炉门的溢气热损失为：
h kJ Q /2.2607120-6401.0342.129.19.242=????=）（溢
5）其它热损失
此项热损失包括未考虑的各种热损失和一些不易精确计算的各种热损失。就箱式电阻炉来说，该项热损失可取以上各项热损失之和的10%～20%。本设计取15%，该项热损失为：
）（溢辐散件其它Q Q Q Q Q +++?=15.0
=0.15×（62420.4+16547.4+6514.90+26071.2） =16733.1kJ/h
2.炉子的理论输入功率
根据热平衡计算法，在理论上炉子的输入功率应为上述各项能量消耗的总和，即：
其它溢辐散件总Q Q Q Q Q Q ++++=
=62420.4+16547.4+6514.90+26071.2+16733.1=128287（kw/h ） 3.炉子的安装功率 上面的炉子输入功率（即各项能量消耗总和）是维持炉子正常工作必不可少的热量支出。但在实际生产中还要考虑一些具体情况，如炉子长期使用后炉衬局部损坏会引起热损失增加，电压波动、电热组件老化会引起炉子功率下降，有时工艺制度变更要求提高炉子功率。这些具体情况要求功率应有一定的储备，炉子的实际功率应比理论计算功率大，因此炉子的安装功率为：
3600
总
安KQ P =
式中——功率储备系数，对周期作业炉，K=1.3~1.5。本设计可取1.4。 将相关数据代入公式中，可得
kW P 9.493600
128287
4.1=?=
安
取炉子的安装功率为54kW 。 七、炉子热效率的计算 1.正常工作时的热效率
由教材5—12式得，炉子正常工作时的热效率为：
%7.48%100128287
4
.62420%100=?=?=
总件Q Q η 一般电阻炉的热效率在30%——80%之间。本设计的炉子热效率在此范围内，设计合
理。
2.保温时关闭炉门的热效率
保温关闭炉门时，无辐射热损失和溢气热损失，此时炉子的热效率为：
%2.65%1002
.2607190.65141282874
.62420%100-=?--=?+=）（溢辐总件Q Q Q Q η
3.炉子空载功率的计算
炉子空载时，能量消耗只有两项：通过炉衬的散热损失和其它热损失，此时炉子的
功率为：
kW Q Q P 24.93600
1
.167334.165473600=+=+=
其它散空
八、功率的分配和接线方法
炉子的安装功率为54kW 。电热元件采用三相星形接法，也称“Y ”接法。即将电热元件分为3组，每组18kW ，炉墙两侧各布置1组电热元件，炉底布置1组电热元件。
九、校核炉膛内壁表面负荷（选做）
54KW 功率均匀分布在炉膛两侧及炉底，组成Y 接线。供电电压为车间动力电网380V 。 核算炉膛布置电热元件内壁表面负荷，对于周期式作业炉，内壁表面负荷在15～35之
间，常用20～25kW/m 3
之间。
232.2573.0793.0573.0624.122m F F F =?+??=+=电底电测电
2/3.2332
.254m kW F P W ===
电安 表面负荷在常用的范围20～25kW/m 3
之内，故符合设计要求。 十、电热元件材料的选择和理论计算 1.电热元件材料的选择
炉子的最高使用温度为950℃，可选用0Cr25Al5（即FeCrAl ）合金丝材，绕制成螺旋管状作为电热元件。
2.炉膛950℃时电热元件的电阻率 炉子正常使用时，电热元件的温度比炉膛温度高100℃——200℃。当炉膛温度为950℃，电热元件的温度取1100℃。由教材附表12得，0Cr25Al5合金20℃时的电阻率
m mm /40.1220?Ω=ρ，电阻温度系数15104--??=C α,则1100℃时电热元件的电阻率为：
m mm t /46.1)11001041(40.1)1(2
5
201100?Ω=??+?=+=-αρρ
3. 确定电热元件的表面负荷
由教材图5—3（a ），根据设计的炉子的工作条件，取电热元件的允许表面负荷
2/6.1cm W W =允。
4.每组电热元件的功率和端电压
由于采用三相星形即“YY ”接法，即两组电热元件并联后在接成Y 的三相双星形接法，每组电热的功率为
kW n P 183
54
54===
组
采用“YY ”接法，车间动力网两端电压为380V ，故每组电热元件的端电压为 V U 2203
380
==
组 5.电热元件的长度和重量
（1）电热元件的丝材直径可由教材5—24式确定，
mm 27.66
.122046.1183.343.343223211002=???==允组组W U P d ρ 取丝材直径d=6.5mm=0.6.5cm
1）每组电热元件的长度由教材5—25式确定为：
cm m P d U L 610808.6146
.1185.622010785.010785.0223
-1100223
-==????=?=ρ组组组
2）每组电热元件质量由式（5—26）得 M L d G ρπ
组组24
=
式中，M ρ由附表12 查得3
/1.7cm g M =ρ kg L d G M 4.14101.7610805.64
14
.34
322=????=
=
-ρπ
组组 3）电热元件的总长度和总重量
m L L 24.18308.6133=?==组总 kg G G 2.434.1433=?==组总 7.校核电热元件的实际表面负荷 由组
组
实组实组dL P W dL W P ππ=
??=，电热元件的实际表面负荷为：
223
/6.1/44.16108
65.014.31018cm W W cm W W =<=???=允实
满足设计要求。
8.电热元件在炉膛中的布置
将3组电热元件每组分为6折，布置在两侧炉墙及炉底上，每折电热元件的长度为： m L L 18.106
08.616===
组折 电热元件应该距离前、后墙各25mm ，布置电热元件的炉壁长度为： m mm L L 574.1157450'
==-=
9.螺旋状电热元件的两个参数
螺旋状电热元件的温度为1100℃时，由教材表5—5得螺旋节径D 在（4——6）d 的范围内选取。本设计选取的螺旋节径为 mm d D 265.644=?==
而每折电热元件螺旋的圈数为
圈折12526
14.31018.103
=??==
D L N π 则螺距为：
mm N L h 6.12125
1574
'===
本设计中，螺距和电热元件丝材直径的比值为：
15.34
6.12==d h 。此比值在2——4的范围内满足设计要求。
10.注意两个问题
1）炉门口附近热量损失较大，可适当减小该处电热元件的螺距，以增大功率。 2）电热元件引出棒材选用1Cr18Ni9Ti 不锈钢，棒材直径10mm ，长度400mm 。 十一、炉子技术指标
额定功率：54kW 额定电压：380V 最高使用温度：950℃ 生产率：105kg/h 相数：3 接线方法：Y 炉膛有效尺寸：1500×700×450mm 炉子外形尺寸：2438×1607×1566m
箱式电阻炉设计
辽宁工业大学 热工过程与设备课程设计（说明书） 题目：热处理箱式电阻炉的设计 （生产率110kg/h，功率30kw，温度≤600℃） 院（系）：材料科学与工程学院 专业班级：材料083 学号： 学生姓名： 指导教师： 起止时间：2011-12-26~2011-1-8
课程设计任务及评语
目录 一、炉型的选择.................................................................................................. - 4 - 二、确定炉体结构和尺寸.................................................................................. - 4 - 三、砌体平均表面积计算.................................................................................. - 5 - 四、计算炉子功率.............................................................................................. - 6 - 五、炉子热效率计算.......................................................................................... - 8 - 六、炉子空载功率计算...................................................................................... - 8 - 七、空炉升温时间计算...................................................................................... - 8 - 八、功率的分配与接线...................................................................................... - 9 - 九、电热元件材料选择及计算.......................................................................... - 9 - 十、电热体元件图............................................................................................ - 10 - 十一、电阻炉装配图........................................................................................ - 10 - 十二、电阻炉技术指标（标牌）.................................................................... - 10 - 参考文献............................................................................................................. - 11 -
箱式电阻炉热处理安全操作规程示范文本
箱式电阻炉热处理安全操作规程示范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
箱式电阻炉热处理安全操作规程示范文 本 使用指引：此操作规程资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 1.遵守一般热处理工安全操作规程,检查测温仪表、热 电偶、电气设备接地线是否完好。 2.检查炉膛内是否有其它工件,炉底板,电阻丝是否完 好。 3.工件进出炉时应断电操作,并注意工件或工具不得与 电阻丝碰撞和接触。 4.箱式电阻炉使用温度不得超过额定值。
5.电炉通电前应先合闸,再开控制柜电钮,停炉时,应先关控制柜电钮再拉闸。 6.每月定期清理设备各部位(包括炉底板下部)的氧化物和脏物,发现问题应及时修理。 7.热处理干燥箱、保温炉、电溶炉不得超过额定温度,其余均按本规程执行。 8.工作完毕整理工作场地,并填写交接班记录。(铁粉联动线操作工安全操作规程。 请在此位置输入品牌名/标语/slogan Please Enter The Brand Name / Slogan / Slogan In This Position, Such As Foonsion
热处理电阻炉安全操作规程
热处理电阻炉安全操作规程 1、箱式电阻炉 1、1作业前检查： 1、1、1测温仪表、热电偶、电气设备接地线等是否完好； 1、1、2炉膛内是否有遗留工件，炉底板电阻是否完好。 1、2工件进出炉时应断电操作，不允许工件或工具与电阻丝相碰撞或接触。 1、3箱式电阻护使用温度不允许超过额定值。 1、4电炉通电前应首先合闸，再开控制柜电钮。停炉时应先关控制柜电钮，再拉闸。 1、5每日清理设备各部位（包括炉底板下部）的氧化物和杂物。 1、6工作完毕应整理工作场地，并向下一班次操作负责人交待设备情况。 2、井式电阻炉 2、1管理者应指定炉前操作负责人。 2、2使用前检查设备及炉盖提升装置、工件吊具是否缺损，设备接地、风扇是否良好。 2、3装、出炉工件时应切断电源，不允许带电操作。吊装工件时应注意不应碰撞或接触电阻丝，工件重量不允许超过吊具规定负荷。 2、4开炉过程中，温度不允许超过额定值。 2、5吊装工件时，炉子平台上、下不允许站人。 3、气体渗碳炉 3、1 指定炉前操作负责人。 3、2工作前准备： 3、2、1检查设备的接地情况，并将测量仪表按工艺规范调整正确； 3、2、2 检查炉盖的升降机构是否正常； 3、2、3风扇转动平稳、无噪音，风扇的冷却水管应完好无堵塞，工作中的冷却出水温度不允许大于60℃；
3、2、4输油管道应完好畅通无渗漏，排气管、滴油器应畅通； 3、2、5炉罐内应无碳黑之类杂物，炉子应密封良好； 3、2、6检查吊车的吊放工具是否良好，工件起吊后吊钩下不允许站人。 3、3先给风扇轴迷宫装置通冷却水，然后给设备通电。 3、4温度在3600℃以上时不允许关掉风扇。 3、5温度在750℃以下时不允许向炉内滴注煤油，以防爆炸。 3、6 RJJ 系列气体渗碳炉最高工作温度不允许超过950℃。各设备装置量及最大工件尺寸应符合设备的技术要求。 3、7工件进出炉时设备应断电；吊车的升降速度应缓慢，起吊工件时应将吊钩对中。 3、8在渗碳过程中应点燃从炉内排出的废气。 3、9渗碳工作完毕应立即用辅助炉盖将渗碳炉罐盖好。 3、10液体渗碳剂、甲醇等均属易燃易爆物品，应严格保管，注意防火防爆。 3、11定期检查设备，清洁环境卫生。 4、气体氮化炉 4、1指定炉前操作负责人。 4、2氨瓶应放置在阴凉通风的地方，距离工作场地5m 以上，不允许靠近热、电源，或受日光曝晒，以防气体受热膨胀爆炸。 4、3氨瓶应在指定地点立放，不准用吊车运送，不准摔碰、涂油脂和卧放。 4、4冬季存放氨瓶，环境气温应保持在20℃左右。如液氨冻结，只能用水冲淋化冻，不允许用火或电炉烘烤。 4、5液氨用完后，应在瓶上标注“已用完”，并集中堆放。 4、6氮化炉装好料后，应仔细检查氨气管道、炉盖是否有泄漏，以免污染环境，氨气中毒；严防氨分解出来的氢气遇火自燃，引至氮化包内引起爆炸。
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：160kg/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950℃，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160kg/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 120kg/(m2﹒h)，故可求得炉底有效面积： F1=P = 160 =1.33 m2 由于有效面积与炉底总面积存在关系式F1F=0.75~0.85，取系数上限，得炉底实际面积： F= F1 0.85 = 1.33 0.85 =1.57 m2 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L B=2，因此，可求得： L===1.772 m B=L2=1.7722=0.886 m 根据标准砖尺寸，为便于砌砖，取L=1.741 m，B=0.869 m，如总图所示。 3.炉膛高度的确定 按照统计资料，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=0.64Om。 因此，确定炉膛尺寸如下： 长L=230+2×7+230×1 2 +2=1741 m 宽B=120+2×4+65+2+40+2×2+113+2×2=869 mm 高H=65+2×9+37=640 mm 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 =1500 mm B 效 =700 mm H 效 =500 mm 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113mm QN?0.8轻质粘土砖，+80 mm密度为250 kg m3的普通硅酸铝纤维毡，+113mm B级硅藻土砖。 炉顶采用113 mmQN?1.0轻质粘土砖，+80 mm密度为250 kg m3的普通硅酸铝纤维毡，
热处理箱式电阻炉设计
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 院（系）：材料科学与工程学院教研室：材料教研室
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=1.25m2 F=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/F 1 F=F/= =1.47m2 2．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=2.059m L=5.0/ B=L／2=／2=1.030m 为方便砌砖L=2205mm B=1048mm
电阻炉的发展概况
电阻炉的发展概况 1电阻炉简介 (1) 2电阻炉控制方法现状及发展趋势 (2) 1电阻炉简介 无论电阻炉（resistance furnace）是利用电流使炉内电热元件或加热介质发热，从而对工件或物料加热的工业炉。电阻炉在机械工业中用于金属锻压前加热、金属热处理加热、钎焊、粉末冶金烧结、玻璃陶瓷焙烧和退火、低熔点金属熔化、砂型和油漆膜层的干燥等。 自从发现电流的热效应(即楞茨-焦耳定律)以后，电热法首先用于家用电器，后来又用于实验室小电炉。随着镍铬合金的发明，到20世纪20年代，电阻炉已在工业上得到广泛应用。工业上用的电阻炉一般由电热元件、砌体、金属壳体、炉门、炉用机械和电气控制系统等组成。加热功率从不足一千瓦到数千千瓦。工作温度在650℃以下的为低温炉；650～1000℃为中温炉;1000℃以上为高温炉。在高温和中温炉内主要以辐射方式加热。在低温炉内则以对流传热方式加热，电热元件装在风道内，通过风机强迫炉内气体循环流动，以加强对流传热。电阻炉有室式、井式、台车式、推杆式、步进式、马弗式和隧道式等类型。可控气氛炉、真空炉、流动粒子炉等也都是电阻炉。 电热元件具有很高的耐热性和高温强度，很低的电阻温度系数和良好的化学稳定性。常用的材料有金属和非金属两大类。金属电热元件材料有镍铬合金、铬铝合金、钨、钼、钽等，一般制成螺旋线、波形线、波形带和波形板。非金属电热元件材料有碳化硅、二硅化钼、石墨和碳等，一般制成棒、管、板、带等形状。 电阻炉与火焰炉相比，具有结构简单、炉温均匀、便于控制、加热质量好、无烟尘、无噪声等优点，但使用费较高。工业电阻炉分为工业电阻炉分二类，周期式作业炉和连续式作业炉。周期式作业炉分为箱式炉、密封箱式炉，井式炉，钟罩炉，台车炉，倾倒式滚筒炉。连续式作业炉分为窑车式炉，推杆式炉，辊底炉，振底炉，转底炉，步进式炉，牵引式炉，连续式滚筒炉，传送带式炉等。其中传送带式炉可分为：有网带式炉、冲压链板式炉。 电阻炉的加热机理：电阻炉以电为热源，通过电热元件将电能转化为热能，在炉内对金属进行加热。电阻炉和火焰比，热效率高，可达50－80%，热工制度容易控制，劳动条件好，炉体寿命长，适用于要求较严的工件的加热，但耗电费用高。
热处理 箱式电炉设计
无锡职业技术学院课程设计说明书 设计任务书 姓名: 班级: 课程设计题目：设计一箱式电阻炉 基本技术条件： 学生应完成下列工作： 一﹑设计说明书一份(包括论述和计算) 1﹑说明目录 2﹑按技术条件要求确定炉型，炉膛及外形的主要尺寸； 3﹑炉衬材料与炉衬尺寸的确定； 4﹑通过热平衡计算，确定炉子功率及接线方法； 5﹑电热元件的选择，并且计算电热元件的基本尺寸和安装尺寸； 6﹑确定炉体金属构架及炉门启动装置； 7﹑炉子主要数据及主要指标计算并列表； 8﹑对所有炉子评价及必要的说明。 二﹑图纸部分 1﹑绘制炉子断面总图一张（2—3个视图）（A1图纸） 2013-11-11
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：90kg/ h； (3)工作温度：最高使用温度700℃； (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时的单位面积生产率p0为120kg/(m2·h)，故可求得炉底有效面积 F=p/p0=150/120=1.25m2 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0.85，得到炉底实际面积： F=F/0.85= 1.25/0.85=1.47m2 2．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=2.059m L=5.0/ B=L／2=2.059／2=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0.8左右，根据炉子工作条件，取H／B=0.7左右，选定炉膛高度H=707mm。因此，确定炉膛尺寸如下
热处理箱式电阻炉课程设计
热处理箱式电阻炉课程设计 一、设计任务 1、炉型：箱式炉 2、设计要求：（1）生产率或一次装炉量：100kg/h （2）零件尺寸：长、宽、高尺寸最大不超过150mm （3）零件材料：中、低碳钢、低合金钢及工具钢 （4）零件热处理工艺：淬火加热 3、任务分析： （1）生产率或一次装炉量为100kg/h ，属小型炉； （2）生产长、宽、高尺寸最大不超过150mm 的零件，选择箱式炉合理； （3）淬火加热工艺表明所设计的箱式炉属于中温范畴。 二、电阻炉的炉体结构设计 1、炉型选择：由于所生产的零件尺寸较小，都不大于150mm ，且品种较多，热处理 工艺为淬火加热，具体品种的淬透性不同，工艺有所差别，故采用周期作业中温箱式热处理炉进行设计。（额定温度为950℃） 2、炉膛设计 （1）典型零件的选定 参照设计任务的要求，选用40Cr 钢齿轮模拟设计 ①齿轮参数：分度圆mm d 128= 齿顶圆mm d a 136= 齿数32=z 模数 4=m 齿宽mm b 70= 全齿高mm h 9= 齿根圆mm d f 118= 齿轮孔径mm d 40=孔 ②设定工艺曲线： 加热时间 t=a ×k ×D （a ：加热系数，k ：工件装炉条件修正系数，D ：工件 《热处理手册》第四版第二卷，机械工业出版p55 工艺周期为5h 《热处理设备》p117表5-4
有效厚度） 查表得：a 为1.2-1.5min/mm 取1.3 min/mm k 取1.8 故时间 t=1.3×1.8×70=163.8min 取加热时间3h ，保温时间2h 工艺周期为5h （2）确定炉膛尺寸 一次装炉量=生产率×周期=100kg/h ×5h=500kg 单位重量 kg kg d d 337.6108.7b ])2 ( )2[(m 322 =???-=孔π 零件个数 809.78337 .6500 ≈== n 个 查表可知，炉底单位面积生产率 h m kg P ?=20100 有效面积 22 01100 100m m P P F === 有效 由于工件之间距离为工件高度的0.3-0.5，故取工件之间距离为30mm 设计每次装炉80个零件，分两层分布，每层40个,纵向8个,横向5个 实际炉底面积 224.125.18 .01 m m K F F ≈== = 有效实 （K 为炉底利用系数，通常为0.8-0.85） 取 长 L=1.4m ， 宽 B=1.0m 炉子高度一般为（0.52-0.90）B ，取0.6B ，故H=0.6m 3、炉体各部分结构 （1）炉衬：分为内层耐火层和外层保温层 内层：用QN —1.0的轻质耐火粘土砖 外层：B 级硅藻土砖，热导率为t 1023.0131.03 -?+，最高使用温度为900℃ （2）炉墙： 耐火层：QN —1.0轻质耐火粘土砖，规格为230×113×65mm ，热导率为 t 3110256.029.0-?+=λ，厚度 mm 1131=δ 保温层：B 级硅藻土砖，规格为230×113×65mm ，热导率为 t 1023.0131.03 -2?+=λ，厚度 mm 2302=δ 炉膛尺寸： L=1.4m B=1.0m H=0.6m 《热处理设备课程设计指导书》附表2
热处理电阻炉操作规程
箱式电阻炉操作规程 一、开炉前的准备 1、检查电器部分是否正常，炉壳接地是否良好，电热元件是否短路或有断路现象。 2、检查炉门提升机构是否灵活，润滑状况是否良好，安全保护装置是否良好。 3、检查热电偶及控制仪表是否正常。 4、检查辅助设备（如淬火槽、冷却系统等）及工艺装备是否正常。 5、整理好炉前工作场地，打开炉门检查炉内是否有工件，待一切正常，即可开炉。 二、炉子工作 1、调整仪表至工艺规定温度，打开仪表小开关，合闸送电。 2、新炉子或经大修后的炉子，应按设备说明书规定的烘炉工艺升温。 3、工件装炉后，操作者应经常检查仪表工作情况，一般20-30分钟，检查一次。 4、发生设备事故，应立即切断设备电源，并及时报告领导处理。 5、停炉时，先切断设备电源。 三、操作及维护保养注意事项： 1、炉温不得超过设备规定的最高工作温度。装炉量不得超过设备规定的最大装载量。
2、工件装炉时，不得接触到电热元件，两者应有大于50mm的间距。潮湿的或带有腐蚀性物质的工件不得装入炉内。 3、工件装出炉时，必须切断电源，工件应轻放，轻取，防止碰坏电热元件隔板或炉墙，尽量减少工件磕碰。 4、应按期校对现场运行中的热电偶和温度控制仪表。 5、箱式炉炉腔应保持清洁，定期打扫冷炉，尤其在炉底板下落入的氧化皮，铁屑等必须彻底清除，以免影响电热元件烧断。 6、当有人进入炉腔内修理或清扫时，必须先切断电源将炉门撑起固定，并设有警告标记，以保安全。 7、应定期分析淬火剂的成分或测试淬火油的冷却能力，淬火油槽要定期清除底部油渣、氧化皮、碳黑残余水等杂质。有条件每一季度过滤一次。油槽中绝对不能进入水。双液淬火油槽应单独设置。油槽温度不能超过着火点，以免引起火灾。
热处理箱式电阻炉设计
、 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=1.25m2 F=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/F 1 F=F/= =1.47m2 2．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=2.059m L=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
电阻炉热处理工(普通热处理)安全操作规程范本
操作规程编号：LX-FS-A67093 电阻炉热处理工(普通热处理)安全 操作规程范本 In The Daily Work Environment, The Operation Standards Are Restricted, And Relevant Personnel Are Required To Abide By The Corresponding Procedures And Codes Of Conduct, So That The Overall Behavior Can Reach The Specified Standards 编写：_________________________ 审批：_________________________ 时间：________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑
电阻炉热处理工(普通热处理)安全操 作规程范本 使用说明：本操作规程资料适用于日常工作环境中对既定操作标准、规范进行约束，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。 1、开炉前先检查炉内是否有遗留的工件杂物，并清除氧化皮。 2、长期停歇的炉子，送电前先用500V摇表检查绝缘（应不低于0．5兆欧）。送电升温不能太快，按升温曲线升温。 3、检查仪表，必须完好齐全，发热元件与引出棒接头，接触器触点等必须接触良好。 4、检查转动部份是否灵活，各部元件、部件是否良好可靠，有无徒震和不均匀现象。 5、工件入炉、装炉时，不得碰坏炉膛砌砖体，
热处理电阻炉的结构介绍
郑州热能技术开发中心 热处理电阻炉的结构介绍： 1、热处理电阻炉炉体骨架由各种大中型型钢现场组合焊接而成，外壳封板为彩钢板，高铝全纤维耐火甩丝毯模块为炉衬，密封节能效果明显。 2、台车炉台车骨架由各种大型工字钢、槽钢、角钢及厚钢板等组合焊接而成。 3、台车传动采用全部车轮均为驱动轮，驱动可靠，传动系统采用“三合一”电机—减速机安装方式为轴装式，结构紧凑、装配牢固、进出灵活、操作简单、维修方便。 4、热处理电阻炉以各式燃烧气体为介质，通过各式烧嘴燃烧加热，最高温度1200℃。 5、台车耐火砌体采用高铝定型砖结构，与炉体密封效果好，耐压强度高。台车面搁置垫铁供堆放工件用。台车帮板全部采用浇筑件，保证台车炉车体不变形及耐用性。炉车与炉衬的密封采用耐火纤维密封块电动推杆自动压紧结构。侧密封的开、闭与炉车进出连锁。 6、炉门采用高铝全纤维耐火甩丝毯与型钢组合框架结构，电动葫芦升降，炉门密封机构采用长短杠杆弹簧式自动压紧凸轮机构和软边密封装置。保证上下无摩擦、轻松自如、安全可靠。 7、烟囱安装自动炉压控制、蝶阀等，可调节降温速度。 8、台车炉加热采用高速烧嘴，均布两侧。连续比例调节燃烧。执行器调节风量的大小，通过比例阀来调节燃气量的大小，达到空燃比例燃烧，燃气和风量设有下限限幅，每个烧嘴的燃气管上设有控制电磁阀，每个烧嘴配有独立完整的燃烧控制器，具有自动点火，火焰检测，灭火报警自动断气。这样充分保证燃烧温控系统的稳定性、安全性。 郑州热能技术开发中心专业研发生产:电阻炉,电热烘干机,电阻烘干机,珍珠岩设备,煤气发生炉,热处理设备,台车炉,电阻炉配件,台车式电阻炉,箱式电阻炉,井式电阻炉,方形罩式电阻炉,珍珠岩膨化炉,转子铝头电阻炉,退火炉,淬火炉,单段煤气发生炉,双段煤气发生炉,煤气烧嘴,PID自动温控柜,电阻炉图纸,煤气发生炉图纸.
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 1.2100 120m 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： 2 1 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B L 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=B L ，则炉子炉底长度和宽度分别为:
电阻炉温度控制系统的设计
电炉温度控制系统设计
摘要 热处理是提高金属材料及其制品质量的重要技术手段。近年来随工业的发展，对金属材料的性能提出了更多更高的要求，因而热处理技术也向着优质、高效、节能、无公害方向发展。电阻炉是热处理生产中应用最广泛的加热设备，加热时恒温过程的测量与控制成为了关键技术，促使人们更加积极地研制热加工工业过程的温度控制器。 此设计针对处理电阻炉炉温控制系统，设计了温度检测和恒温控制系统，实现了基本控制、数据采样、实时显示温度控制器运行状态。控制器采用 51 单片机作为处理器，该温度控制器具有自动检测、数据实时采集处理及控制结果显示等功能，控制的稳定性和精度上均能达到要求。满足了本次设计的技术要求。 关键词：电阻炉，温度测量与控制，单片机
目录 一、绪论.......................................................................................................................................- 1 - 1.1 选题背景...................................................................................................................- 1 - 1.2电阻炉国内发展动态...............................................................................................- 1 - 1.3设计主要内容...........................................................................................................- 2 - 二、温度测量系统的设计要求...................................................................................................- 3 - 2.1 设计任务.....................................................................................................................- 3 - 2.2 系统的技术参数.........................................................................................................- 3 - 2.3 操作功能设计.............................................................................................................- 4 - 三、系统硬件设计.......................................................................................................................- 5 - 3.1 CPU选型......................................................................................................................- 5 - 3.2 温度检测电路设计........................................................................................................- 5 - 3.2.1 温度传感器的选择.............................................................................................- 5 - 3.2.1.1热电偶的测温原理...............................................................................- 6 - 3.2.1.2 热电偶的温度补偿..............................................................................- 7 - 3.2.2 炉温数据采集电路的设计...............................................................................- 7 - 3.2.2.1 MAX6675芯片...................................................................................- 7 - 3.2.2.2 MAX6675的测温原理.......................................................................- 8 - 3.2.2.3 MAX6675 与单片机的连接.................................................................- 8 - 3.3 输入/输出接口设计 ....................................................................................................- 9 - 3.4 保温定时电路设计................................................................................................... - 10 - 3.4.1 DS1302 与单片机的连接 .............................................................................. - 11 - 3.5 温度控制电路设计..................................................................................................... - 11 - 系统硬件电路图................................................................................................................ - 13 - 四、系统软件设计.................................................................................................................... - 15 - 4.1 软件总体设计............................................................................................................. - 15 - 4.2 主程序设计................................................................................................................ - 15 - 4.3 温度检测及处理程序设计......................................................................................... - 16 - 4.4 按键检测程序设计..................................................................................................... - 18 - 4.5 显示程序设计............................................................................................................. - 20 - 4.6 输出程序设计............................................................................................................. - 21 - 4.7中值滤波..................................................................................................................... - 22 - 五、结论.................................................................................................................................... - 23 - 参考文献.................................................................................................................................... - 24 -
箱式电阻炉热处理安全操作规程通用范本
内部编号：AN-QP-HT607 版本/ 修改状态：01 / 00 The Procedures Or Steps Formulated T o Ensure The Safe And Effective Operation Of Daily Production, Which Must Be Followed By Relevant Personnel When Operating Equipment Or Handling Business, Are Usually Systematic Documents, Which Are The Operation Specifications Of Operators. 编辑：__________________ 审核：__________________ 单位：__________________ 箱式电阻炉热处理安全操作规程通用 范本
箱式电阻炉热处理安全操作规程通用范 本 使用指引：本操作规程文件可用于保证本部门的日常生产、工作能够安全、稳定、有效运转而制定的，相关人员在操作设备或办理业务时必须遵循的程序或步骤，通常为系统性的文件，是操作人员的操作规范。资料下载后可以进行自定义修改，可按照所需进行删减和使用。 1.遵守一般热处理工安全操作规程,检查测温仪表、热电偶、电气设备接地线是否完好。 2.检查炉膛内是否有其它工件,炉底板,电阻丝是否完好。 3.工件进出炉时应断电操作,并注意工件或工具不得与电阻丝碰撞和接触。 4.箱式电阻炉使用温度不得超过额定值。
5.电炉通电前应先合闸,再开控制柜电钮,停炉时,应先关控制柜电钮再拉闸。 6.每月定期清理设备各部位(包括炉底板下部)的氧化物和脏物,发现问题应及时修理。 7.热处理干燥箱、保温炉、电溶炉不得超过额定温度,其余均按本规程执行。 8.工作完毕整理工作场地,并填写交接班记录。(铁粉联动线操作工安全操作规程。 可在此位置输入公司或组织名字 You Can Enter The Name Of The Organization Here