工业炉设计.doc

1-27 目目录录 序言序言.3 3 热处理电阻炉设计热处理电阻炉设计.5 5 一一设计任务设计任务.5 5 二二炉型的选择炉型的选择.6 6 三三确定炉体结构和尺寸确定炉体结构和尺寸.6 6 1炉膛尺寸的确定.6 2炉衬材料及厚度的确定.6 四四砌体平均表面积计算砌体平均表面积计算.7 7 1砌体外廓尺寸.7 2炉墙平均面积.7 3炉底平均面积.8 4炉顶平均面积.8 五五计算炉子功率计算炉子功率.8 8 1根据经验公式计算炉子功率.8 2根据热平衡计算炉子功率.9 1)加热工件所需的热量 Q 件.9 2)通过炉身的热损失 Q 散.9 3)整个炉体的散热损失.15 4)开启炉门的辐射损失.15 5)开启炉门溢气损失.16 6)加热控制气体所需热量 Q 控.17 7)其它热损失.17 8)热量总支出.17 9)炉子的安装总功率.17 2-27 六六炉子热效率计算炉子热效率计算.1717 1.正常工作时的效率.18 2.在保温阶段，关闭炉门时的效率.18 七七炉子空载功率计算炉子空载功率计算.1818 八八空炉升温时间计算空炉升温时间计算.1818 1炉墙及炉顶蓄热.18 2炉底蓄热计算.20 3炉底板蓄热.21 九九功率的分配与接线功率的分配与接线.2121 十十电热元件材料选择及计算电热元件材料选择及计算.2222 1求 1000时电热元件的电阻率 t .22 2确定电热原件表面功率.22 3每组电热元件功率.22 4每组电热元件端电压.22 5电热元件直径与质量.23 6电热元件的总长度和总重量.23 7校核电热元件表面负荷.23 8电热元件在炉膛内的布置.24 十一使用说明十一使用说明.2525 十二总结十二总结.2626 十三参考文献十三参考文献.2727 3-27 序言序言 电阻炉电阻炉(resistance furnace) 电阻炉由炉体、电气控制系统和辅助系统组成。炉体由炉壳、加热器、炉衬(包 括隔热屏)等部件组成。 当电流通过电热体时，由于电热体本身的电阻而产生热效应， 使电热体温度升高。点儿提以辐射和对流的方式（主要是辐射的方式） ，把热量传给 金属坯料，这种加热方式叫做间接电阻加热。 电阻加热较火焰加热相比有以下优点： 1.炉子升温快、加热速度高，能满足要求的温度； 2.能按锻压工艺要求，精确控制和调整温度； 3.操作简单，易于实现加热过程中的自动化操作； 4.电阻炉占地面积小； 5.炉内气氛容易控制，易于少无氧加热； 6.无燃烧废气，公害少且热效率高； 7.劳动环境好。 电阻炉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。 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700以下的为低温炉； 700 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。电热元件的分布和 线路接法，依炉子 功率大小和炉温要求而定。 工工业业电电阻阻炉炉: 工业电阻炉的分类：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、铸链板式炉等 4-27 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5080，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。 .各各种种工工业业电电阻阻炉炉的的特特点点和和用用途途 种 类 特 点主 要 用 途 空气 电阻 炉 结构较简单，温度精确可控在高 温下被加热工件易受氧化 硬质合金、陶瓷烧结：金属的热处理； 玻璃零件退火，低熔点玻璃封接；医药 、食品的低温烘烤；各类产品零件清洗 后烘干；实验室各种温度试验箱，马弗 炉；电子管的排气炉等 真空 电阻 炉 工作在真空中加热有除气效果，能 保护工件不氧化，不脱碳，工人操 作条件较好。生产率和热效率较低 钛，锗等活性金属、难熔金属和某些电 工合金的光亮退火、真空除气；不锈钢 和铝材的钎焊，粉末冶金真空烧结；高 速钢。工具钢的光亮淬火及碳钢的真空 渗碳；电子产品生产工艺中镀膜、溅射 对工件的烘烤 保护 气体 电阻 炉 炉膛通有保护气体，能保护工件不 氧化、不脱碳，可精确控制被加热 工件的表面化学成分，热工序后的 工件不需酸洗，精加量较少。某些 保护气体易爆炸或对操作工人有一 定危害 黑色金属和某些有色金届材料的无氧化 、不脱碳热处理，或进行气体渗碳、氰 化等化学处理；钨钼等易氧化金属的加 热钎焊烧结等。电子产品的气相沉积 ，扩散，电子材料的除氧化层光亮热 处理 电热 浴炉 加热速度快，均匀性好，容易局部 加热。热工序后工件需要清洗 工具、刃具、量具等几何形状较复杂、 要求较高的热处理及化学处理 流动 粒子 炉 具有电阻炉的特点，炉温较低 锡、铝，锌、镁、铅、轴瓦合金等低融 点金属的熔炼 直接 加热 式电 阻炉 工件直接通电加热，不需要电热体 ，加热速度非常快，对工件形状有 一定要求 制造石墨电极、碳化硅、粉末冶金压制 成型的金属管 、棒等的烧结 5-27 热处理电阻炉设计 一一 设计任务设计任务 为某厂设计一台热处理电阻炉，其技术条件为： 1. 用途： 低碳钢、低合金钢毛坯或零件的淬火、正火及调质用；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=1000 4. 生产特点： 周期式成批装料，间断生产。 6-27 二二 炉型的选择炉型的选择 根据技术条件要求，结合实际效果，选用箱式电阻炉。 三三确定炉体结构和尺寸确定炉体结构和尺寸 1 1炉膛尺寸的确定炉膛尺寸的确定 因无典型产品，故不能用排料法求炉底面积，只能用 炉底强变法。已知生产率为 150kgh，按表 12-2（1 引） 选择箱式炉用于正火或淬火时的单位炉底面积生产率为 120kg时，得炉底有效面积： 2 m 2 h 25 . 1 120 150 G g mS 工作 有效 有效面积与炉底总面积存在关系式 F1/F=0.750.85， 取系数上限， K=0.85，则实际炉底面积为： 2 m47 . 1 85 . 0 25 . 1 K S 有效 实际 S 根据 L：B=2:1 关系，与 L B=1.47 可求得： mmL1715 有效 mm857 有效 B 炉膛的必需高度（即炉底板至拱脚砖的距离 H） ，可按 H/B=0.520.9 的关系确定。H 的范围是 447771.现按电热元件 布置要求，根据标准砖尺寸(230 113 65)，为便于砌砖，同时考 虑炉膛有效区域周围应留有空间以方便安排电热元件及出料， 取 mmL1275 2 1 23052230 mm B 869 22113224026542120 mmH7073710265 2 2炉衬材料及厚度的确定炉衬材料及厚度的确定 轻质耐火材料：这种材料的气孔率高，重量轻，保温性能 主要计算结果主要计算结果 mmL1715 有效 mm857 有效 B mmL1275 B=869mm H=707mm 7-27 好，属于体积小、密度小的耐火材料。用它做热处理炉的炉材 料可以减少热能的损失，并可以缩短升温时间，从而提高热效 率。 蛭石：熔点为 13001370,使用温度1000，体积密度 和导热系数均较小，是一种良好的保温材料。 因此：因此： 由于侧墙，前墙及后墙的工作条件相似，采用相同的炉衬 结构，即 113mmQN-1.0 轻质粘土砖+50mm 膨胀蛭石粉 +113mmB 级硅藻土砖。 炉底采用四层 QN-1.0 轻质粘土砖mm+50mm 膨胀467 蛭石粉+182mmB 级硅藻土砖。 炉顶采用 113mmQN-1.0 轻质粘土砖+80mm 膨胀蛭石粉 +115mm 膨胀珍珠岩。 炉门采用 65mmQN-1.0 轻质粘土砖+80mm 膨胀蛭石粉 +65mmA 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 Cr-Mn-N 耐热钢，根据炉底实际尺寸给出， 分三块或四块，厚 20mm。 四四 砌体平均表面积计算砌体平均表面积计算 1 1砌体外廓尺寸砌体外廓尺寸 m211550115L 外 L mm1429560869 211550115BB 外 (11580 115)67 450 182HHf 外 mm1633 1825046731030cos1869707 o 式中：f 拱顶高度，此炉子采用 600 标准拱顶，取 拱弧半径 R=B，则 f 可由 f =R(1- co30 )求得。 2 2炉墙平均面积炉墙平均面积 222()FLHBHLB H 墙内 2 032 . 3 869. 0275. 1707 . 0 2 m 主要计算结果主要计算结果 mm1835 外 L mm1429B 外 mm1633H 外 8-27 2 660.10429 . 1 835 . 1 633 . 1 2 H2 m BLF 外外外墙外 2 933 . 5 660.10032 . 3 mFFF 墙外 内 墙墙均 3 3炉底平均面积炉底平均面积 2 108. 1275. 1869 . 0 BmLF 底内 2 622 . 2 835 . 1 429 . 1 mLBF 外外底外 2 905 . 2 622 . 2 108 . 1 mFFF 底外 内 底底均 4 4炉顶平均面积炉顶平均面积 2 160 . 1 275 . 1 6 869 . 0 14 . 3 2 6 2 mL R F 顶内 2 622 . 2 835 . 1 429 . 1 mLBF 外外顶外 2 744 . 1 622 . 2 160 . 1 mFFF 顶外 内 顶顶均 五五 计算炉子功率计算炉子功率 1 1根据经验公式计算炉子功率根据经验公式计算炉子功率 55 . 1 9 . 0 5 . 0 ) 1000 ( t FCP 升安 取式中系数 C=30，空炉升温时间假定为升= 4h，炉温 t =1000，炉膛内壁面积F壁 底内墙内顶内壁 FFFF 2 m3 . 5 108 . 1 032 . 3 160 . 1 所以 主要计算结果主要计算结果 2 933. 5mF 墙均 2 905 . 2 mF 底均 2 744 . 1 mF 顶均 9-27 kW t FCP 3 . 67 ) 1000 1000 (3 . 5430 ) 1000 ( 55 . 1 9 . 05 . 0 55 . 1 9 . 0 5 . 0 升安 由经验公式法计算得：KwP67 安 2 2根据热平衡计算炉子功率根据热平衡计算炉子功率 1)1)加热工件所需的热量加热工件所需的热量 Q 件件 查表知，工件低合金钢在 1000及 20时比热容 分别为 ，63 . 0 2 C/()kJkgC486 . 0 1 C ，所以/()kJkgC 1122 tCtCP 件 Q =150 (0.631000-0.486 20) =93042kJ/h （P 每小时装炉量） 2)2)通过炉身的热损失通过炉身的热损失 Q 散散 、通过炉墙的热量损失、通过炉墙的热量损失 由于炉子侧壁和前后炉衬结构相似，故作统一数据处 理，为简化计算，将炉门包括在前墙内。 11 1 n n i i ii tt Q s F 散 对于炉墙散热，如图所示，首先假定界面上的温度及 炉壳温度。 由于侧墙，前墙及后墙的工作条件相似，采用相同的 炉衬结构，即 115mmQN-1.0 轻质粘土砖+50mm 膨胀蛭石 粉 +115mmB 级硅藻土砖。 假设： 900， 墙2 t 390， 墙3 t 70。 墙4 t 则耐火层 s1 的平均温 度 950 2 9001000 1 均s t ， 主要计算结果主要计算结果 经验公式的得： KwP67 安 hkJQ/93042 件 10-27 膨胀蛭石粉层 s2 的平均 温度 645 2 390900 2 均s t 硅藻土砖 s3 的平均温度 ，230 2 70390 均si t s1,s3 层炉衬的热导率由表 W/(m)533 . 0 95010256 . 0 29 . 0 3 1 W/(m)183 . 0 2301023 . 0 131 . 0 3 3 由膨胀蛭石粉的热导率由表查得其热导率在 0.052- 0.058 之间。为保险起见，取 W/(m)080 . 0 2 当炉壳温度为 70，室温为 20时，由表近似计算得 =12. 83W /(m) a 求热流 2 3 3 2 2 1 1 /8.510 83.12 1 184.0 115.0 058.0 05.0 533.0 115.0 201000 1 mW a sss ttg q a 墙 验算交界面上的温度, 2 t 墙 t3墙 S qtt 8 . 889 533 . 0 115 . 0 8 . 5101000 1 1 12 墙墙 %13 . 1 %100 900 900 8 . 889 2 22 墙 墙墙 t tt 满足设计要求，不需重算。%,5 S qtt379 05 . 0 05 . 0 8 . 510 8 . 889 2 2 23 墙墙墙 %82 . 2 %100 390 390379 3 33 墙 墙墙 t tt ,满足设计要求，5% 不需重算。 主要计算结果主要计算结果 2 /8.510mWq 墙 t8 .889 2 墙 t379 3 墙 t2 .68 4 墙 11-27 验算炉壳温度t4墙 S qtt 70 2 . 68 191 . 0 115 . 0 3 . 613 3 . 440 3 3 34 墙墙墙 满足热处理电阻炉表面温升70 的要求。 计算炉墙散热损失 w Q 7 . 3638933 . 5 3 . 613 Fq 墙均墙墙散 、通过炉底的热损失、通过炉底的热损失 底散 Q 炉底采用四层 QN-1.0 轻质粘土砖mm+50mm 膨467 胀蛭石粉+182mmB 级硅藻土砖。 假设： 800， 420，70。 底2 t 底3 t 底4 t 则：耐火层 s1 的平均温度 ，900 2 8001000 1 均s t 膨胀蛭石粉层 s2 的平均温度 ，610 2 420800 2 均s t 硅藻土砖 s3 的平均温度 ，245 2 70420 均si t s1,s3 层炉衬的热导率由表 520 . 0 90010256 . 0 29 . 0 3 1 W/(m) W/(m) 187 . 0 2451023 . 0 131 . 0 3 3 由膨胀蛭石粉的 热导率由表查得其热导 率在 0.052-0.058 之间。 为保险起见，取 058 . 0 2 W/(m) 当炉壳温度为 70， 室温为 20时，由表 近似计算得=12. a 83W /(m) 求热流 主要计算结果主要计算结果 wQ 7 . 3638 墙散 12-27 2 3 3 2 2 1 1 / 8 . 381 83.12 1 187 . 0 182 . 0 058 . 0 05 . 0 520 . 0 268 . 0 201000 1 mW a sss ttg q a 底 验算交界面上的温度, 底2 t 底3 t S qtt 2 . 803 520 . 0 268 . 0 8 . 3811000 1 1 12 底底 %4 . 0%100 800 8002 .803 2 22 底 底底 t tt ,满足设计要求，不需重算。%,5 S qtt 7 . 424 05 . 0 05 . 0 8 . 381 5 . 806 2 2 23 底底底 %12.1%100 420 4207.424 3 33 底 底底 t tt ,满足设计要求，不需重算。5% 验算炉壳温度 底4 t S qtt 70 1 . 53 187 . 0 182. 0 8 . 381 7 . 424 3 3 34 底底底 满足热处理电阻炉表面温 升70 的 要求。 计算炉墙散热损失 1 .1109905. 28 .381Fq 底均底底散 Q W 、通过炉顶的热量损失、通过炉顶的热量损失 炉顶采用 115mmQN-1.0 轻质 粘土砖+80mm 膨胀 蛭石粉+115mm 膨胀 珍珠岩。 假设： =940， 顶2 t 580，70。 顶3 t 顶4 t 主要计算结果主要计算结果 2 / 8 . 381mWq 底 t 2 . 803 2 底 t7 .424 3 底 13-27 t 1 . 53 4 底 w 1 . 1109 底散 Q 则耐火层 s1 的平均温度，970 2 9401000 1 均s t 膨胀蛭石粉层 s2 的平均温度 ，760 2 580940 2 均s t 硅藻土砖 s3 的平均温度 ，325 2 70580 均si t s1,层炉衬的热导率由表 538 . 0 97010256 . 0 29 . 0 3 1 W/(m) 由膨胀珍珠岩的热导率由表查得其热导率在 0.019-0.061 之间。为安全起见，取 W/(m) 053 . 0 3 由膨胀蛭石粉的热导率由表查得其热导率在 0.052-0.058 之间。为安全起见，取 W/(m)058 . 0 2 当炉壳温度为 70，室温为 20时，由表近似计算得 =12. 83W /(m) a 求热流 2 3 3 2 2 1 1 / 3 . 241 83.12 1 053 . 0 115 . 0 058 . 0 08 . 0 538 . 0 115 . 0 201000 1 mW a sss ttg q a 顶 验算交界面上的温 度, 顶2 t 顶3 t S qtt 4 . 948 538 . 0 115 . 0 3 . 2411000 1 1 12 顶顶 %90 . 0 %100 940 940 4 . 948 2 22 顶 顶顶 t tt ,满足设%,5 计要求，不需重算。 主要计算结果主要计算结果 14-27 2 /3 .241mWq 顶 t4 .948 2 顶 S qtt 3 . 562 05 . 0 08 . 0 3 . 241 4 . 948 2 2 23 顶顶顶 %05 . 3 %100 580 5803 .562 3 33 顶 顶顶 t tt ,满足设计要求，不需重算。%,5 验算炉壳温度 底4 t S qtt 70 8 . 34 053 . 0 115 . 0 1 . 243 3 . 562 3 3 34 顶顶顶 满足热处理电阻炉表面温升70 的要求。 计算炉墙散热损失 w Q 0 . 424 744 . 1 1 .243Fq 顶均顶顶散 3)3)整个炉体的散热损整个炉体的散热损 失失 整个炉体散热损失 顶散底散墙散散 QQQQ w8.5171 0.4241.11097.3638 h kJ Q 5 .18618 6 . 38 .5171 散 4)4)开启炉门的辐射损开启炉门的辐射损 失失 设装出料所需时 间为每小时 6 分钟，可得 4 4 3.6 5.675 100100 g a t T T QF 辐 因为 KTg12732731000 ； 主要计算结果主要计算结果 15-27 t 3 . 562 3 顶 t 8 . 34 4 顶 wQ0 .424 顶散 h kJ Q 5 . 18618 散 , 由于正常工作时，炉门开KTa29327320 启高度为炉膛高度的一半，故 炉门开启面积 2 307 . 0 2 707 . 0 869 . 0 2 m H BF 炉门开启率 6 0.1 60 t 由于炉门开启后，辐 射口为矩形，且 H/2 与 B 之比为 ，407 . 0 869 . 0 2 707 . 0 炉门开启高度与炉墙厚度 之比为 ，查26 . 1 28 . 0 2 707 . 0 表知 =0.7， 故： hkJ TTg FQ /4 .11497 ) 100 293 () 100 1273 (1 . 0 7 . 0307 . 0 675. 56 . 3 100100 675. 56 . 3 44 44 ）（）（ 辐 5)5)开启炉门溢气损失开启炉门溢气损失 溢气热损失 () aaagat Qqvc tt 溢 其中， hm HH BqVa /8 .3643535 . 0 3535. 0869 . 0 1997 22 1997 3 16-27 冷空气密度 kg/m3, 由表得1.29 a kJ/(m3), ,1.342 a c 20 a t 为溢气温度，近似认为 g t tttt agag 3 . 673)201000( 3 2 20)( 3 2 主要计算结果主要计算结果 hkJQ/ 4 . 11497 辐 hkJ ttCqQ ta gaaVa /1 .41258 1 . 0)20 3 . 673(342 . 1 29 . 1 8 . 364 ）（ 溢 6)6)加热控制气体所需加热控制气体所需 热量热量 Q 控控 0 控 Q 7)7)其它热损失其它热损失 其它热损失约为上述 热损失之和的 10%-20%， 故 溢幅散控件它 QQQQQ13 . 0 Q kJ 1 . 21374 1 . 41258 4 . 11497 5 . 1861809304213 . 0 17-27 8)8)热量总支出热量总支出 hQ/kJ 3 . 185790 13 . 0 13 . 1 1 . 21374 13 . 0 13 . 1 Q 它总 9)9)炉子的安装总功率炉子的安装总功率 3600 KQ P 总 安 其中 K 为功率储备系数，本炉设计中 K 取 1.4，则 kw 3 . 72 3600 3 . 1857904 . 1 安 P 与标准炉子相比较，取炉子功率为 72kW。 六六 炉子热效率计算炉子热效率计算 主要计算结果主要计算结果 hkJQ/ 1 . 41258 溢 kJ 1 . 21374Q 它 hQ/kJ 3 . 185790 总 热平衡方式计算的总功率： kw3 .72 安 P 1.正常工作时的正常工作时的 效率效率 % 9 . 50%100 182663 93042 %100 总 件 Q Q 2.在保温阶段，在保温阶段， 关闭炉门时的效率关闭炉门时的效率 % 3 . 71 %100 ) 6 . 4087311385(182663 93042 ）（ 溢辐总 件 QQQ Q 18-27 七七 炉子空载功率计算炉子空载功率计算 kw QQ P 4 . 10 3600 3 . 21014 0 . 16348 3600 它散 空 八八 空炉升温时间计算空炉升温时间计算 由于所设计炉子的耐火层结构相似，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，因升温时炉底底板也随 炉升温，也要计算在内。 1 1炉墙及炉顶蓄热炉墙及炉顶蓄热 3 m315 . 0 115 . 0 135 . 0 067. 014275 . 1 2V 侧 粘 3 m339 . 0 115. 0 135. 0067 . 0 182115 . 0 869. 0 2V 前后 粘 主要计算结果主要计算结果 % 3 . 71 kwP 4 . 10 空 )(97 . 0 3 9255 . 0 3 60 )(9255 . 0 0565 . 0 869 . 0 2 113 . 0 869 . 0 mS mR ）（ ，所以）圆心角（ ）（ 3 m173 . 0 115 . 0 276 . 0 275 . 1 97 . 0 V 顶 粘 3 m149 . 0 05. 0 135. 0067. 014115 . 0 275 . 1 2V 侧 蛭 19-27 3 m147 . 0 05. 0 135. 0067 . 0 182115 . 0 869. 0 2V 前后 蛭 3 m133 . 0 08 . 0 276 . 0 275 . 1 071. 1V 顶 蛭 3 m343 . 0 115 . 0 135 . 0 067. 014115 . 0 275 . 1 2V 侧 硅 3 m441. 0 115 . 0 135 . 0 067 . 0 18429 . 1 2V 前后 硅 3 m302 . 0 115 . 0 429 . 1 835. 1V 顶 珍 所以 000 QVcttVcttVctt 硅硅硅硅蓄粘粘粘粘纤纤纤纤 因为 9 . 944 2 8 . 8891000 2 tt t 21 墙 粘 查表得 粘粘 tC 3 1026.084.0 9 . 9441026 . 0 84.0 3 )/(086 . 1 kgkJ t 4 . 634 2 379 8 . 889 2 tt 32 墙墙 蛭 主要计算结果主要计算结果查表得： tC kgkJ9956. 0 4 . 63425 . 0 837. 01025 . 0 837 . 0 3 蛭蛭 ttt 6 . 223 2 2 . 68379 2/ )( 43 墙墙硅 查表得： )/(90 . 0 6 . 2231025 . 0 84 . 0 1025 . 0 84 . 0 33 kgkJ tC 硅硅 20-27 所以得 3.994995.656040.830673 206.22390.0105.0 302.0441.0343.0204.6349956.0 1025.0133.0147.0149.0209.944 086.1100.1173.0339.0315.0 3 3 3 0 0 01 ）（ ）（）（ ）（）（ ）（ ）（）（ ）（）（ ）（）（ 硅硅硅 顶 硅 前后 硅 侧 硅 蛭蛭蛭 顶 蛭 前后 蛭 侧 蛭 粘粘粘 顶 粘 前后 粘 侧 粘蓄 ttCVVV ttCVVV ttCVVVQ kJ 3 . 995777 2 2炉底蓄热计算炉底蓄热计算 3 239 . 0 065. 0115 . 0 835 . 1 2115 . 0 429. 1275 . 1 2120 . 0 113. 0113 . 0 065 . 0 204 . 0 065. 0113. 012. 002 . 0 4 m V 底 粘 3 131.005.0429.1835.1mV 底 蛭 3 477 . 0 182 . 0 429 . 1 835 . 1 mV 底 硅 ttt 6 . 9012/ 2 . 80310002/ 21 ）（）（ 底 底 粘 ）（ 底 粘 底 粘 kgkJ tC /074 . 1 6 . 9011026 . 0 84 . 0 1026 . 0 84 . 0 33 ttt 0 . 6142/7 .424 2 . 8032/ 32 ）（）（ 底底 底 蛭 ）（ 底 蛭 底 蛭 kgkJ tC /990 . 0 0 . 6141025 . 0 837 . 0 1025. 0837 . 0 33 主要计算结果主要计算结果 kJQ 3 . 995777 1 蓄 ttt2382/ 3 . 51 7 . 4242/ 43 ）（）（ 底底 底 硅 )/(900 . 0 2381025 . 0 84 . 0 3 kgkJC 硅 21-27 kJ292347 4679419259226294 20238900. 0105 . 0477 . 0 200 .614990. 01025. 0131 . 0 20 6 . 901074 . 1 100 . 1239 . 0 3 3 3 0 00 ）（ ）（ ）（ ）（ ）（）（ 底 硅 底 硅硅 底 硅 底 蛭 底 蛭蛭 底 蛭 底 粘 底 粘粘 底 粘 底 蓄 ttCV ttCVttCVQ 3 3炉底板蓄热炉底板蓄热 查表得 1000和 20时高合金钢的比热容分别为 670 . 0 C 2 板 /()kJkgC 和 。 0.473c 板1 /()kJkgC 经计算炉底板重量 ，kg 8 . 172780002 . 0 275 . 1 869 . 0 G kJ114141 20473 . 0 1000670 . 0 8 . 172tc-tcGQ 1122 板板 板 蓄 kJ1402265 114141292347995777QQQQ 1 板 蓄 底 蓄蓄蓄 得升温时间为 h P Q 41 . 5 723600 1402265 3600 安 蓄 升 对于一般周期作业炉，其空炉升温时间在 3-8 小时内 均可，故本炉子设计符合要求。因计算蓄热时是按稳定态 计算的，误差大，时间偏长，实际空炉升温时间应在 4 小 时以内。 九九 功率的分配与接线功率的分配与接线 67kW 功率均匀分布在炉膛两侧及炉底，组成 接线。供电电压为车间动力网 380V。YYY、或、 主要计算结果主要计算结果 kJ292347 底 蓄 Q kJ1402265Q 蓄 h41. 5 升 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 表面负荷应在 15 22-27 35kW/m2之间，常用为 20 25kw/m2 之间。 2 91 . 2 869 . 0 275 . 1 707 . 0 275 . 1 22 m FFF 电底电侧电 2 / 7 . 24 91 . 2 72 /mkWFPW 电安 表面负荷在常用的范围之内，故符合设计要求。 十十 电热元件材料选择及计算电热元件材料选择及计算 由最高使用温度 1000，选用线状合金作电热0255CrAl 元件，接线方式采用 YY。 1 1 求求 1000时电热元件的电阻率时电热元件的电阻率 t 当炉温为 1000时，电热元件温度取 1100，查表得 在 20时电阻率 ，电阻温0255CrAl 20 1.40 2 /mmm 度系数 ，则 1100下的电热元件电阻率为 51 4 10C mmm46 . 1 1100104140 . 1 t1 2 5 20t 2 2 确定电热原件表面功率确定电热原件表面功率 根据本炉子电热元件工作条件取，查表知： W/m2.1.6W 允 3 3 每组电热元件功率每组电热元件功率 由于采用 YY 接法，即三相双星形接法，每组元件功率 kW n P12 23 7272 组 4 4 每组电热元件端电压每组电热元件端电压 由于采用 YY 接法，车间动力电网端电压为 380V，故每 组电热元件端电压即为每相电压 主要计算结果主要计算结果 2 /7 .24mkWW mmm46 . 1 2 t W/m1.6W 允 kWP12 组 380 220 3 UV 组 23-27 5 5 电热元件直径与质量电热元件直径与质量 1、线状电热元件直径为 mm WUPd t 78. 4 )6 . 1220/(46 . 1 123 .