真空热处理炉课程设计.

真空热处理炉

设计说明书

（课程设计）

一、设计任务说明说：

WZC-60型真空淬火炉技术参数：

项目单位指标

炉子有效尺寸mm 900×600×450

最大装炉量Kg 210

最大温度℃1300

压升率Pa/h 0.67

额定功率Kw 100

二、确定炉体结构和尺寸：

1、炉膛尺寸的确定

由设计说明书中，真空加热炉的有效加热尺寸

为900mm×600mm×450mm ，隔热屏部结构尺寸

主要根据处理工件的形状、尺寸和炉子的生产率决定，并应考虑到炉子的加热效果、炉温均匀性、检修和装

出料操作的方便。一般隔热屏的表面与加热器之

间的距离约为50—100mm；加热器与工件(或夹具、料筐之间的距离为50一150mm。隔热屏两端通常不布置加热器，温度偏低。因此，隔热屏每端应大于

有效加热区约150—300mm，或更长一些。从传热学的观点看，圆筒形的隔热屏热损失最小，宜尽量采用。则：

L＝900＋2×(150～300＝1100～1400mm

B＝600＋2×(50～150＋2×(50～100

＝800～1100mm

H＝450＋2×(50～150＋2×(50～100 L=1300㎜

＝650～950mm B=900㎜

不妨，我们取L=1300 mm；B=900mm；H=850mm。 H=850㎜

2、炉衬隔热材料的选择

由于炉子四周具有相似的工作环境，我们一般

选用相同的材料。为简单起见，炉门及出炉口我

们也采用相同的结构和材料。这里我们选用金属

隔热屏，由于加热炉的最高使用温度为1300℃，

这里我们采用六层全金属隔热屏，其中三层为

钼层，外三层为不锈钢层。

按设计计算，第一层钼辐射屏与炉温相等，以

后各辐射屏逐层降低，钼层每层降低250℃左右，

不锈钢层每层降低150℃左右。

则按上述设计，各层的设计温度为：

第一层：1300℃；第二层：1050℃；

第三层：800℃；第四层：550℃；

第五层：400℃；第六层：250℃；

水冷夹层壁：100℃

最后水冷加层壁的温度为100℃<150℃，

符合要求。

3、各隔热层、炉壳壁的面积及厚度

（1）、隔热屏

由于隔热层屏与屏之间的间距约8～15mm，这

里我们取10mm。钼层厚度0.3mm，不锈钢层厚度0.6mm。屏的各层间通过螺钉和隔套隔开。

第一层面积：

＝2×

＝2×(1300×900＋1300×850＋900×850＝6.08㎡=6.08㎡

第二层面积：

＝2×

＝2×（1310×910＋1310×860＋910×860）＝6.2026㎡=6.2026㎡

＝2×

＝2×（1320×920＋1320×870＋920×870）＝6.3264㎡=6.3264㎡

第四层面积：

＝2×

＝2×（1330×930＋1330×880＋930×880）＝6.4514㎡＝6.4514㎡

第五层面积：

＝2×

＝2×（1340×940＋1340×890＋940×890）＝6.5776㎡＝6.5776㎡

第六层面积：

＝2×

＝2×（1350×950＋1350×900＋950×900）＝6.7050㎡＝6.705㎡

（2）、炉壳壁

炉壳采用双层冷冷却水结构，选用45号优质碳素钢。

＝2×

＝2×（1360×960＋1360×910＋960×910）

＝6.8336㎡＝6.8336㎡

壁厚按矩形平板计算，板周边固定，受外压

1×10Pa，水压实验按P＝2×105Pa计。

S＝225.5×B/

＝225.5×90/＝1.0696㎝

式中：B——矩形板窄边长度，B＝90㎝;

——45号优质碳素钢的弯曲许用应力

为360Mpa。

实际壁厚：S＝S＋C＝17＋3＝20㎜

式中：C——壁厚附加量；

C＝C＋C＋C＝1＋1＋1＝3。

水压试验时，其应力为

＝

＝＝280.3Mpa≤0.9＝324Mpa ＝280.3Mpa 则所需壁厚符合要求，即S＝20㎜≤0.9＝324Mpa

三、炉子热平衡计算 S＝18㎜

1、有效热消耗的计算

工件和夹具在1300℃和20℃的比热容分别为

C＝0.636Kg/(kg•℃和C＝0.486Kg/(kg•℃，它们的质量分别为G=160kg,G=10kg

则

Q＝Q＋Q＝（G＋G）×(C t－C t ＝(120＋10×(0.636×1300－0.486×20

＝106220.4KJ/h Q＝106220.4KJ/h

2、无功热损失的计算

（1）、通过隔热屏热损失Q的计算

电热元件、隔热屏的黑度为：＝0.95；

＝0.133；＝0.096；＝0.096；

＝＝＝0.5；＝0.56。

则导来辐射系数：

C＝

＝3.226J/(㎡·h·K

其中F由前面算得，F为加热元件的表面积。

同样计算得：

C＝

＝0.2961KJ/(㎡·h·K

C＝

＝0.2524KJ/(㎡·h·K

C＝

＝0.4352KJ/(㎡·h·K

C＝

＝1.6640KJ/(㎡·h·K

C＝

＝1.6639KJ/(㎡·h·K C＝