箱式电阻炉(材料热处理课程设计说明书).doc

化学与材料工程学院材料热处理课程设计说明书学生姓名： 专 业： 金属材料工程 学 号： 班 级： 材料金属 指导老师： 刘 目录一、设计任务书.3二、工艺设计.31.型的选择.32.炉膛尺寸的确定.33.炉子砌砖设计.44.中温箱式电阻炉功率的计算.45.电热元件.56.电热元件的设计计算.5三、工艺流程图和设备装置图.7四、进度安排.9五、总结与体会.9一、设计任务书为某厂设计一台热处理电阻炉，其技术条件如下：1) 用途:中碳钢、低合金钢毛坯或零件的淬火、正火及退火处理，处理对象为中小型零件，无定型产品，处理批量为多种，小批量。2) 生产率：160 kg/h3) 工作温度：最高使用温度9504) 生产特点：周期式成批装料，长时间连续生产。二、工艺设计1.炉型的选择根据设计的具体要求和生产特点，进行综合技术经济分析。决定选用箱式电阻炉，不通保护气体，炉子最高温度为950。属中温箱式电阻炉。2.炉膛尺寸的确定（1）查表，箱式电阻炉单位炉底面积生产率P0 ,取P0=100kg/(m2h)（2）炉底面积采用加热能力指标法计算，F效= PP0 = 125100 =1.25 m2炉底有效面积炉底总面积 = F有效F总 = 0.75 - 0.85，取上限，0.85，炉底总面积： 1.25F总 = 0.85 F总 = 1.5625 m2炉底板宽度 B =12F总 =12*1.5625 =0.88 m炉底板长度 L =2F总 =2*1.5625 =1.77 m（3）.炉膛高度的确定炉膛高度H与宽度B之比 HB =0.52 0.9，取0.7高度H = 0.628 m（4）.炉膛有效尺寸（可装工件）L效 B效H效=1.77m 0.88m 0.628m（5）.炉膛尺寸 宽 B =B效 +2（0.1-0.15）取0.1 B=0.88+20.1=1.08 m长 L =L效 + 2（0.1-0.2）取0.1 L=1.77+20.1=1.97 m高 H=0.679+0.37=0.64m3.炉子砌砖设计耐火层选用体积密度为0.6g/cm3的轻质耐火粘土砖，保温层为硅藻土骨架填充蛭石粉。炉侧墙、前后墙、炉顶的耐火层厚为113m,保温层为232mm，石棉厚度为0.5mm,炉顶选用60标准拱顶，炉底耐火层厚132mm，保温层硅藻土砖和蛭石粉厚180mm,炉顶拱脚砖选用重质耐火粘土砖，电热元件搁砖选用重质高铝砖。4、中温箱式电阻炉功率的计算（1）加热工件所需要的热量Q件=g件（C2t2- C1t1）周加 =120(0.678950-0.49420) 21 =152213 KJ/h（2）Q辅=0（3）Q件=0（4）通过炉衬的各项散热损失：Q散=t1-t0s11Fm1+s22Fm2+1F33.6= 600-301200.165*135986.6+2000.131*135986.6+144.68*2109300 = 34389KJ/h（5）通过开启炉门的辐射热损失：Q辐=5.675(T1100)4-(T2100)4 3.6Ft5.675(1233100)4-(293100)4 3.60.950.20.650.05=2907 KJ/h(6)通过开启炉门的溢气热损失：Q溢=2200BHHc(t2+t12) t=22000.9(950+202)0.05=6346 KJ/h(7)其他热损失：Q它=（0.5-1.0）Q散=0.834389=27511 KJ/h（8）炉子每小时总热量支出：Q总 = Q件 + Q辅 +Q控+ Q散+ Q辐+ Q溢+ Q它=152213+0+0+34389+2907+6346+27511=223366 KJ/h（9）P总=Q总3600 =2233663600 =62KW (10)P设=KP总=1.362=80.6 KW取P设=80 KW(11)电阻炉的热效率：= Q件Q总 100% = 152213223366 100% =68.15%（12）空炉升温时间（升）的校核升 = Q蓄3600P设 =80 = 4.6h 符合要求5.电热元件：0Cr25Al5铁铬铝电热铝合金丝材6.电热元件的设计计算：（1）电阻炉的供电电压和接线供电电压为三相380V，单星形连接P=P设3n =803 =26 kW U=3803 =220V (2)电阻丝直径d、长度l和重量计算d=34.33P2tU2W允 =34.33262*1.462202*1.6 =8.01mm 取d=8mmt =0 (1+t) =1.4(1+410-51050)=1.46 mm2/mW允 = 1.6 W/cm2l = U2ftP 10-3 =2202*3.14*821.46*26*1000*4 =64 ml总 = nl=643=192 mM =3.14d24 l10-3 = 3.14*824 64 7.1=22.829 kgM总 = 22.8293 =68.487 kg(3)电热元件的绕制和布置电热元件绕制成螺旋状，布置安装在炉膛两侧墙和炉膛两侧墙和炉底上，每边为8排串接成一相。每排电热元件的展开长度l1 =648 =8每排电热原件的搁砖长度L1 =1770-50=1720mm电热元件螺旋直径D=6d=68=48 mm每排电热元件螺旋圈数n=l1D = 8*1033.14*48 =53圈电热元件螺旋节距h=L 1n = 172053 = 32mm按h =(2-4)d校验hhd = 328 =4电热元件螺旋节距h在安装时适当调整，炉口部门减少节距，增大功率。电热元件引出棒材料选用1Cr18Ni9Ti， =12mm ,L=500mm三、工艺流程图和设备装置图四、进度安排12.7-12.8下载相关资料，图书馆借阅相关热处理炉书籍12.9-12.11 确定所设计的热处理炉中温箱式电阻炉，针对性查阅资料12.14-12.16电阻炉的设计，各项参数的设计12.16-12.18 用autocad、ug绘图12.19 整体检查，论文格式处理五、总结与体会课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。在两个星期的热处理炉课程设计期间，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟是第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，比如说数据手册查阅，三等等通过这次课程设计之后，一定把以前所学过的知识重新温故。 生活就是这样，汗水预示着结果也见证着收获。劳动是人类生存生活永恒不变的话题。通过实习，我才真正领略到“艰苦奋斗”这一词的真正含义，制图也是一个团队的任务，一起的工作可以让我们有说有笑，相互帮助，配合默契，多少人间欢乐在这里洒下，大学里一年的相处还赶不上这一个周的实习，我感觉我和同学们之间的距离更加近了； 正所谓“三百六十行，行行出状元”。我们同样可以为社会作出我们应该做的一切，这有什么不好？我不断的反问自己。无论干什么