立式真空淬火炉(不是胡写)

1、课程设计立式真空淬火炉设计说明书（PFTH700/1600型） 第一章 前言目 录第一章 前言··········································&

2、#183;·3第二章 设计任务说明···································4第三章 确定炉体结构和尺寸·········

3、······················53.1 炉膛尺寸的确定··························

4、············53.2 炉衬隔热材料的选择································53.3各隔热层、炉壳内壁的面积及厚度

5、83;···················63.3.1 隔热屏·····························

6、;···············63.3.2 炉壳内壁·································

7、········7第四章 炉子热平衡计算································94.1 有效热的计算······&

8、#183;·······························94.2 无热功的计算················&#

9、183;·····················94.3 结构的蓄热量··························

10、83;···········124.4 炉子功率的验证····································&#

11、183;·14第五章 电热元件的选择及布置·····························15第六章 工件进出料传送装置设计··············

12、;············18第七章 其他部件的设计计算·····························197.1 淬火油槽的设计····&

13、#183;··································197.2 冷却系统设计·············&

14、#183;·························207.2.1 冷却水消耗计算·····················

15、3;··············207.2.2 确定水在水壳内的经济流速和当量直径···············217.2.3 球对流热换系数··············

16、····················217.2.4 验算水冷炉壁得温度 ()·························217.2.5 冷却

17、水的管道设计·······························217.2.6 水冷系统的安全保护···············&

18、#183;···············227.3 水冷电极································

19、83;··········227.4 观察窗······································

20、·····227.5 热电偶测温装置·····································227.6 风扇····

21、83;·········································237.7 真空放气阀、真空安全阀·····

22、3;······················237.8 法兰设计··························

23、·················23第八章 真空热处理炉真空系统的设计···················248.1 根据设计技术条件,确定真空系统方案·······

24、·········248.2 真空炉必要抽速计算·······························248.3 根据炉子必要抽气速率选择主泵····&

25、#183;·················258.4 选配前级真空泵······························

26、·······258.5 确定真空系统管及配件尺寸·························26第九章 真空热处理的优点············

27、3;··················27第十章 真空热处理炉特点·····························&#

28、183;·28第十一章 参考文献·····································29第一章 前言真空热处理技术是随着国防尖端工业、精密机械制造业等的发展而发展起来的新型热处理技术。尤其是近年来，

29、零件性能及精度要求的提高，使得真空热处理技术日益受到重视，不仅用于活泼及难熔金属的热处理，还逐渐推广到钢铁材料的退火、淬火、回火、渗碳、渗氮、渗金属等各领域。真空热处理工件通常具有一系列突出优点：不氧化、不脱碳，处理后仍保持表面光亮和原有光泽，表面通常可不加工，工件无变形，较高的耐磨性和使用寿命，对工件有脱脂、脱气作用，无污染、无公害，自动化程度高等。而真空热处理设备是完成真空热处理工艺的重要保证，能够设计或者选用先进合理的真空热处理设备，充分满足热处理工艺参数的要求，是提高产品质量的关键。我国在真空热处理设备的开发方面已经与世界接轨，生产的主要产品有真空退火炉、真空油气淬火炉、真空高压气淬炉

30、、真空高压高流率气淬炉、真空负压高流率气淬炉、真空回火炉、真空渗碳炉、真空离子渗碳炉、真空烧结炉、真空钎焊炉以及真空离子渗氮炉、真空渗金属炉、真空镀膜炉及溅射设备等多种类型。在炉型上包括单室、双室、三室、半连续及连续式真空热处理设备，初步形成了国产真空热处理炉系列。本次课程设计设计的是PFTH700/1600型真空淬火炉，旨在通过一次标准的设计过程，熟悉和掌握真空淬火炉的设计过程及其工作方式，为以后进一步、深入的学习打好坚实的基础。32第二章 设计任务说明第二章 设计任务说明完成PFT700/1600型真空淬火炉技术设计，要求设计书和真空淬火炉的结构图（主视图、侧视图）。给定技术参数如下表：项

31、目单位指标炉子有效尺寸mm700×1600最大装炉量Kg900最高温度1300压升率Pa/h0.67额定功率kW300第三章 确定炉体结构和尺寸第三章 确定炉体结构和尺寸3.1 炉膛尺寸的确定 由炉体设计给定的参数可知，真空加热炉的有效加热尺寸为700mm×1600mm。隔热屏内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。一般隔热屏的内表面与加热器之间的距离约为50100mm；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

32、热区约150300mm，或更长一些。则：L16002×(150300) 19002200mmD17002×(50150)2×(50100)9001200mmD2D12×5010001300mm选定：L=2200mm D1=1200mm D2=1300mm 由于没有待处理的钢件，没有规定的温度，但通过电功率P和炉子的体积V可以估算出炉子的加热温度（经验公式）：P总=k3V*V其中体积V=×(1.2/2)2×2.2=2.49m3由于额定功率为300kW，代入上述公式既得k=163，通过查表，可得炉子的加热温度大约有1200。据此来确定炉墙

33、材料和电热元件，电热元件的温度应该按照高于炉子工作温度100-160左右计算，取1360。·因此该真空炉的工作条件为：室温20，工作加热温度为1200，工作真空度0.133Pa,极限真空度为1.33×10-3Pa,压升率0.67Pa/h。主要用途为处理不锈钢。综上所述，取L=2200mm；D1=1200mm；D2=1300mm。3.2 炉衬隔热材料的选择真空热处理炉衬材料包括有金属辐射屏、石墨毡、耐火纤维制品及耐火砖等。由于耐火砖炉衬的保温隔热性能差，蓄热量大，易污染炉膛和泵，因此尽量避免采用。由于炉子四周具有相似的工作 ，一般选用相同的材料。为简单起见，炉门及出炉口也采用

34、相同的结构和材料。这里我们选用金属隔热屏，依据炉胆的型式和形状，作成圆筒形包围电热元件，以便把热量反射回加热区，从而起到隔热效果，高温时用铂、钨、钽片。温度低于900时可选用不锈钢薄板，由于加热炉的工作温度为1200，电热元件的温度为1300。隔热屏的层数一般根据炉温确定，最高温度为1300的热处理炉以6层屏为宜。这里我们采用六层全金属隔热屏，其中内三层为钼层，外三层为不锈钢层,以降低成本。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：1200；第二层：1200-250=950；第三层：9

35、50-250=700；第四层：700-150=550；第五层：550-150=400；第六层：400-150=250水冷夹层内壁：100最后水冷加层内壁的温度为100<150，符合要求。3.3各隔热层、炉壳内壁的面积及厚度3.3.1 隔热屏由于隔热层屏与屏之间的间距约815mm，取10mm。钼层厚度为0.2mm0.5mm，取0.4mm，不锈钢层厚度0.5mm1.0mm，取0.6mm。屏的各层间通过螺钉和隔套隔开。第一层面积：D1×L1+2(D1/2)3=×1200×2200+2(1200/2)2=10.55m2第二层面积：F2D2×L2+2(D2/

36、2)3=×1220×2220+2(1220/2)2=10.841m2第三层面积：F3D3×L3+2(D3/2)3=×1240×2240+2(1240/2)2=11.136m2第四层面积：F4D4×L4+2(D4/2)3=×1260×2260+2(1260/2)2=11.434m2第五层面积：F5D5×L5+2(D5/2)3=×1280×2280+2(1280/2)2=11.736m2第六层面积：F6D6×L6+2(D6/2)3=×1300×2300+2(1

37、300/2)2=12.042m2=D7×L7+2(D7/2)3=×1320×2320+2(1320/2)2=12.351m23.3.2 炉壳内壁A.炉壳材料的选择炉壳采用双层冷冷却水结构，真空淬火炉对真空度的要求比较高，应该选用良好的焊接性能的轧制钢材，而且PFTH700/1600属于大型真空淬火炉，由于不锈钢板材料较贵，特别对大型炉壳，耗材多、造价高，最终，在性能和成本之间均衡后选择45#钢板作为炉体材料。B.炉壳尺寸的确定炉壳钢板的厚度通过计算获得，并参考现有真空炉壳进行校验。在设计时不仅仅考虑一个大气压力的作用，也要考虑到冷却水套内水压的影响。一般的安全水压

38、为200-300kPa。圆筒状完体只承受外压时，可按稳定条件计算。有受外压1×10 Pa，水压实验按P 2×10 Pa计。由于设计炉壳为圆筒型，其壳体厚度的计算公式为：So=1.25D(PEt×LD)0.4 (mm)式中S0-圆筒壳体的计算壁厚 D-圆筒内径 P-圆筒所受外圧力 Et-温度为t时的弹性模量 L-圆筒的计算长度由前面的计算数据可得：So=1.25×1320×(0.11.96×105×23201320)0.4 =6.2885(mm)圆筒壁厚还要考虑一个附加量C:它包括板材厚度公差、介质腐蚀和加工减薄量等，即C=C

39、1+C2+C3：C壁厚的附加量（mm）。C1钢板的最大负公差附加量（mm），一般取0.5-1mm，这里取0.8mm;C2腐蚀裕度（mm）,这里取1.2mm;C3风头冲压的拉伸减薄量（mm）,取计算值的10%，但不大于4mm。表： 碳钢及低合金钢板得知得知得知最大负公差附加量钢板最大厚度/mm2.5344.5568-2526-3032-3436-40最大负公差/mm0.20.220.40.50.50.60.80.90.91.1由C可得C3=10%S0=0.1×6.2885=0.62885mm，我们取为0.63mm。因此C=C1+C2+C3=1.2+0.8+0.63=2.63mm。所以圆

40、筒的实际壁厚为：S=S0+C=6.2885+2.63=8.9185 (mm)C.设计验证： 上述公式适用于筒体壁厚与炉径之比小于获等于4% ，代入数据： S/D=8.9185/1320=0.0067，满足条件 L/D须要在1-8之间，代入数据： L/D=2320/1320=1.758，满足条件 (PEt×LD)0.40.523，代入数据: (0.11.96×105×23201320)0.4=3.8112×10-3，满足条件。D圆筒炉壳的水压试验 圆筒炉壳的水压试验时，应校核壁上应力。进行水套水压试验。一般水套内通入2×105的压力。此外还要加上

41、1×105Pa抽空压力。 =P水2×（S-C）×D+(S-C)0.9S代入数据： =0.32×6.2885×0.6×1320+6.2885=52.7MPa0.9S综上所述：本次试验满足以上全部条件，则所需壁厚符合要求，即S=8.9185mm 第四章 炉子热平衡计算第四章 炉子热平衡计算根据热平衡方程式 Q总 Q有效+Q损失+ Q蓄式中： Q总加热器发出的总热量(kJ/h)； Q有效有效热消耗，即加热工件及工夹具所消耗的热量 Q损失无功热损失(kJ/h)Q蓄加热过程中炉子结构蓄热消耗的热量。4.1 有效热消耗的计算Q有效Q工Q夹Q工 G

42、C(t1-t0), Q夹等同；式中：Q有效热消耗(kJ/h)；Q 工件加热消耗热量(kJ/h)；Q 夹具加热消耗热量(kJ/h)；G炉子生产率(kg/h)，在本次设计中取炉子的最大装炉量为900kg/h；t1工件的最终温度()，般取炉温，本次设计中我们取为1200；t0工件的起始温度，()，一股取室温，本次设计中我们取为20；C工件在温度t1和t0时的平均比热容kJ(kg·K)查表可以得到工件的C1=0.5041 KJ/(kg),夹具的C2=0.5852 KJ/(kg)代入数据：Q工 GC1(t1-t0)=900×0.5041×（1200-20）=535354.2

43、 KJ/hQ夹 GC2(t1-t0)=80×0.5852×（1200-20）=55242.9 KJ/hQ有效Q工Q夹=535354.255242.9=590597 KJ/h4.2 无功热热消耗的计算Q损失= Q1+Q2+Q3+Q4式中： Q1-通过隔热层辐射给水冷壁的热损失KJ/hQ2-水冷电极传导的热损失KJ/hQ3-热短路造成的热损失KJ/hQ4-其它热损失KJ/h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。则导热辐射系数：C=2.478KJ/(·h·K)其中F由前面算得，F为加

44、热元件的表面积。同样计算得：C0.297KJ/(·h·K)C0.2532KJ/(·h·K)C0.4355KJ/(·h·K)C1.6678KJ/(·h·K)C1.6678KJ/(·h·K)C1.7932KJ/(·h·K)则Q46873.6KJ/h式中：T电热元件得绝对温度，按高于炉子工作温度按100计算，即T1573K;T炉内壁的绝对温度，即按设计计算得T373K。各辐射屏的温度的验算：第一层：Q把各项数据代入上述公式，计算得T=1487K ，即t=1214第二层：Q把各项数据

45、代入上述公式，计算得T=1221K，即t=948 第三层：把各项数据代入上述公式，计算得T3=974K，即t3=701类似计算，得： t=556；t=401；t=253;t=101 验算结果与前面设计的各隔热层温度基本相近，符合要求。 水冷电极传导的热损失Q计算根据公式： 式中：Q2水冷电极传导热损失，(kJh)；n水冷电极数，n=12；水的密度(kg/m3) ,1.0×10KJ/m;C水的比热容kJ(kg·)d水管直径(m)，一般取d00060.010m/s,这里d0.008mv水的流速(mh)，对软水一般取O8m/s一12m/s，对中等硬度水一般取1.2m/s一3m/s

46、，这里对于中等硬度水取2m/st1冷却水出口温度()一般取30-35；这里t30t2冷却水出口温度()，一般取20-25 ，这里t20；一个水冷电极消耗的功率约051kw。将数据带入公式得：12×1.0×10××2×3600×4.2×（3020）182311KJ/h热短路损失Q计算该项热损失,包括隔热层支撑件与炉壁联接热传导损失，炉床或工件支承架短路传导损失，以及其它热短路损失等。这部分热损失很难精确计算，权据经验，这部分热损失大约为Q1的5一10左右，这里我们取：Q7*Q7×46873.63281.152 KJ/

47、h 其他热损失Q计算其它热损失，加热电偶导出装置，真空管道、观察孔、风扇装置等的热损失。这部分的热损失也很难精确计算，根据经验，这部分热损失大约为Q1的3一5左右,取Q4(3一5)这里我们取：Q5*Q5×46873.62343.7KJ/h 则： QQQQQ=46873.61823113281.12343.7234809KJ/h 4.3 结构的蓄热量 炉子结构蓄热消耗是指炉子从室温加热至工作温度，并达到稳定状态即热平衡时炉子结构件所吸收的热量，对于连续式炉，这部分销耗可不计算。对于周期式炉，此项消耗是相当大的，它直接影响炉子的升温时间，对确定炉子功率有很重要的意义。炉子结蔷热量是隔热层

48、、炉床、炉壳内壁等热消耗之总和。计算公式如下：式中：Q蓄结构蓄热量(kJ/h)；G结构件重量(kg)；Cm结构件材料的平均比热容kJ(kg·)结构件增加的温度()；炉子的升温时间(h)。隔热层的蓄热量第一层：G10.2×10×10.55×0.3×1032.283q32.283×0.259×（121420）9983KJ第二层：G10.2×10×10.841×0.3×10=33.173q33.173×0.259×（94820）=7973KJ 第三层：G10.2×

49、;10×11.136×0.3×10=34.076 q34.076×0.259×（70120）=6010KJ 第四层：G7.9×10×11.434×0.6×10=54.197 q54.197×0.5041×（55620）=14643KJ 第五层：G7.9×10×11.736×0.6×10=55.628q55.628×0.5041×（40120）10684KJ第六层：G7.9×10×12.042×0.

50、6×1057 q57×0.5041×（25320）6695KJ炉壳内壁的蓄热量G冷7.9×10×12.351×8.9185×10870.2 由于内壁温度由内到外以此降低，内部温度为100，外部温度为20。则：q1/21/2×870.2×0.4682×（10020）16297KJ 于是：Q=72285 KJ/h 4.4 炉子功率的确定 炉子应供给的总热量：QQQQ590597234809+72285=897691KJ/h 则炉子总负载功率N： NK1.2×299kw与炉子所要求的设计功率

51、300kw相近，则取N300kw。空载升温功率： N85.66kw 空载升温时间：0.107h第七章 其他部件的设计计算第五章 电热元件的选择及计算电加热器是真空热处理炉的重要部件，其作用是将电能转化为炉内的热能，使炉子达到工作温度。电加热器是由电热元件组成的。炉子的最高温度，炉温均匀性。升温速度，都与电热元件的材料选择，几何尺寸计算，和结构等有关。5.1 电热元件的选择 在本热处理炉的设计中，我们设计的炉子的最高温度为1360，大于1200，而且由于有些被处理的工件在高温下不允许有碳存在，此时电热元件和隔热屏的材料就不能选用石墨和碳质毡。因此我们选用钼作为电热元件。5.2 电热元件的计算5.

52、2.1电热元件在长期工作温度下的电阻当炉温为1000时，此时电热元件的温度我们取为1200，选用钼作为电热元件，保护气体选用氮气。查表可得，所用电压为200V。采用Y-Y型接法，即三相双星形接法，查表可知，相应的电热元件的数目n=6；已知炉子的额定功率为300kW，所以每一个加热元件的功率为N=300/6=50kW,由总电阻公式：Rt=U2/(N×1000)代入数据得：Rt=U2/(N/1000)=2002/(300×1000)=0.1335.2.2电热元件在长期使用工作温度下的电阻率 在本炉子的设计当中，我们选择炉子的长期使用温度为1000。由公式：t=20（1+t） 查

53、表可得钼在20的电阻率为0.054·mm2m，电阻温度系数为4.71×10-3，加热炉的工作温度为1000时，代入数据得t=0.054×（1+4.71×10-3×1000）=0.30834·mm2m5.2.3电热元件尺寸的计算A.电热元件直径的确定 由于采用的是电阻丝加热体，直接代入公式即可：d=34.4×(tU2×N2W许)13=11.3mmB.电热元件长度的确定由于采用的是电阻丝加热体，直接代入公式即可： 电阻丝的长度 l=0.785×10-3×d2N×U2t=43.3mC.校核电

54、热元件的表面负荷 查表可得该电热元件的表面允许功率W许=20W/cm2。 因此W实=P组dL=(1000×300)/(3.14×1.13×4330)=19.53W/cm2小于允许的表面功率，所以满足设计要求。4.2.4电热元件尺寸的表面积 F热=×d×l=3.14×11.3×10-3×43.3=1.536m24.2.5电热元件根数的确定 由于纯金属电热丝加工性能不好，经常使用数根直径为1-3mm的丝并联扎起以代替单根较粗的电热丝。同时也要保证电阻不变。因此D2÷4=nd2÷4所以n=D2d2=1

55、1.3222=32根4.2.6电热元件寿命的计算 电热元件的寿命，在理想情况下取决于电热元件的蒸发速度。由于电热元件的蒸发，造成了它的质量减少，当质量减少导致电热元件的电阻增长15%-20%的时间，称为电热元件的寿命。电热元件在一定温度下，元素的蒸发速度v按下式计算： v=775.4Ps×M/T由于钼的相对分子质量为95.94g，查表可得它的饱和蒸汽压为1×10-6Pa，工作温度1000，代入数据： v=775.4×1×10-6×95.941000+273=2.129×10-4g/(cm2*s) 对于圆形截面的电热元件，使用寿命t可以

56、用下面的公式计算：t=1.48×10-5×dvt=1.48×10-5×dv=1.48×10-5×1.13×10.222.129×10-4÷60÷60=2890h 第六章 工件进出料传送装置设计立式油(气)淬火真空炉的工件传输机构一般仅有垂直升降机构。工件传送机构其淬火转移时间，即工件从加热室取出至降落到油槽中的时间，约在15s，立式油(气)淬火真空炉最快可在5-7秒钟。工件的传送机构具有动作迅速，并且全部动作均在密闭的真空室中进行，所以设计时应做到：（1） 动作协调、安全可靠、便于实现自动化操作

57、（2） 装出料时应保证传送平稳、对工件、炉床等不产生冲击、震动、等不良现象、防止工件损伤变形。（3） 结构简单、操作维修调整方便、并保证工件淬火移动时间最短。工件传送机构的传动方式有机械传动、液压传动、气压传动、混合传动。其中液压传动得到了越来越广泛的应用。第七章 其他部件的设计计算7.1 淬火油槽的设计7.1.1 淬火油质量的计算一般我们选择经验估算的方法来确定淬火油的需求量。通常，置换冷却的淬火槽，淬火介质的重量等于同时淬火工作重量的3-7倍。本次设计的淬火槽属于置换冷却的淬火槽。取同时淬火的工件重量为900kg,则所需要的淬火油的质量： ，取为4500kg，应该指出，这样确定的淬火介质为

58、有效需要量，对于油类，由于流动性较差，有效质量通常取为80%-90%，所以实际需求量为： 7.1.2 淬火油槽尺寸的计算淬火槽的深度h的确定关于淬火槽的深度，有： h-淬火槽的深度，mH-工件的高度，m-淬火时，工件的上端距离液面的距离。一般取0.1-0.5，本次设计取0.4m；-淬火时，工件的下端距离液面的距离。一般取0.1-0.4，本次设计取0.3m；-淬火时，工件上下移动的距离，短件取为0.2-0.5，厂件取为0.5-1m，本次设计取1.5m，属于长件，我们这里取为0.6m；代入以上数据： 淬火槽的横截面形状与尺寸的确定 本次设计当中淬火油槽采用圆形截面。淬火油的密度=900kg/m3，

59、则可以得到淬火油的体积为： 淬火油槽横截面面积：淬火油槽横截面直径： m综上，淬火油槽的横截面为圆形，直径D为1.59m。 7.2 冷却系统设计7.2.1 冷却水消耗计算真空炉冷却水的总消耗量等于炉壳，炉盖，水冷电极，热交换器，及真空系统等冷却水消耗量之和：式中：炉壳冷却水消耗量(kg/h)；通过炉壳总的热损失(kJ/h);通过沪壳散人周围空气的热损失(kJ/h)，这里取为770 KJ/（m2h） C水的比热 t1出水口水的温度()； t2进水口水的温度()。468731823112343231527KJ/h外壁的参数由内壁参数加上壁厚S与水冷区厚度而得，由于前面的F冷=12.351m2,77

60、0×12.3519510.2KJ/h2.64/h7.2.2 确定水在水壳内的经济流速和当量直径器管内为软水，水的容积流量为则水流管得当量直径为：d取d=25mm； 式中：d当量直径(m)；水的经济流速(ms)；V水的容积流量(m3s)7.2.3 求对流换热系数0.1130.113×32.17KJ/(·h·)7.2.4 验算水冷炉壁的温度() 2051.96<100 符合要求 N冷却水带走的热量， N61.75kw7.2.5 冷却水的管道设计进水管径的确定：进水管直径d25，出水管径稍大些为D128。回水管直径的确定：下水管道的流速2.0m/s 0.

61、0216m因此取为22mm。经软化后循环水可提高其出水温度，一般出水温度为5060T7.2.6 水冷系统的安全保护（1）水压保护和监测，安装水压继电器及水压表（2）储水箱7.3 水冷电极水冷电极是将电能引入到炉内电热元件上的导电装置，在设计上主要注意以下几点：（1）水冷电极与炉室内电热元件相连，通过炉壳时要保证良好的密封。通常用真空橡胶圈或聚四氟乙烯圈密封。通水的目的是防止温度过高，烧坏密封圈。（2）电极与炉壳应有良好的绝缘性能，往往两者间用玻璃纤维板、云母、夹布胶木或聚四氟乙烯等材料制的套圈隔开。（3）电极要有足够大的断面积，通常用紫铜制造，在有水冷的情况下，电流密度允许值为10一18A/m

62、m2。（4）电极与电热元件以及电极与电源连线间应接触良好，并有足够大的接触面积，拆装方便。 （5）电极的热损失要尽量小。7.4 观察窗观察窗是真空电炉的常用装置，用来观察工件受热情况，要求结构简单，观察高度适宜，其尺寸的大小在满足观察视野的前提下，应尽量小些，以减少通过它造成的热量损失。观察窗上的玻璃要求耐温并有一定的强度。6001100时可选用铝硅、高硅氧、石英玻璃。这里观察孔的直径为50mm，玻璃片直径66mm，玻璃片厚度为8mm7.5 热电偶测温装置热电偶作为测温和控温装置的感温元件，是真空热处理炉加热室要的测试装置，真空炉上安装热电偶便与一般炉子不同，要保证热电偶丝的引出必须符合真空密

63、封的要求。目前，铠装热电偶保护管为不锈钢材料，因此一般使用温度限制为1000左右。当炉子使用温度为1000摄氏度以上时，可采用高纯氧化铝或氧化镁做热电偶的保护材料。本设计中一般用钨铼热电偶作为热电偶丝。根据炉子使用温度，使用耐温16001700的高纯氧化铝作为保护管材料。7.6 风扇风扇结构采用液压马达作驱动力的风扇装置，主要特点是直接利用液压马达的法兰安装面作为静密封面，省得一个水冷却罩，结构简单密封可靠。风扇叶轮多采用离心式叶轮，材料为45号钢。风机的风速选为10m/s。7.7 真空放气阀、真空安全阀真空炉安全阀型式也有几种，主要为防止真空炉亢气压力过高保护真空炉构件及测试元件。这里采用弹

64、簧膜片结构。7.8 法兰设计 遵照国标选取真空法兰。第八章 真空热处理炉真空系统的设计第八章 真空热处理炉真空系统的设计 真空热处理设备的真空系统通常由获得真空的容器(真空炉)和真空获得设备(真空泵机组)、控制真空和测量真空的组件设备组成。分述如下：(1)真空泵机组，根据炉子工作压力和抽气量的大小，分别选配有不同抽速的超高真空泵，高真空泵，中真空泵和低真空泵。 (2)在真空炉室和真空泵机组间配备的各种真空组件或真空元件，如阀门、过滤器、冷阱、波纹管、管路、密封团和法兰等。(3)为了测量真空系统的真空度，在系统的不同位置上设置测量不同压力的真空规管或其它真空仪表，如电离规管、热电偶规管。通常还设

65、有真空压力表和其它真空测量仪。 (4)真空检漏仪器、真空控制仪器、充气装置等。8.1 根据设计技术条件,确定真空系统方案根据所选的真空泵的极限真空度应比炉子工作真空度高1个数量级的原则,同时考虑到真空泵应在1-Pa真空度范围内有较大的抽气速率。所以,选取机械增压泵和机械真空泵组成的真空系统即:罗茨泵机械真空泵机组。8.2 真空炉必要抽速计算 5.7×10×0.16×10× 55.426L/s式中S炉子的必要抽速，即为了达到所要求的真空度，从炉中抽出气体的速度(Ls)；G炉料重量(kg)，为900kg；q被处理材料所放出的气体量，换算成标准状态下的气体体积(/100g)，通过查表可知钢在标准状态下的放气量在1060-1200之间为0.070.52L/kg，取1060下的为52/100g；q炉衬材料单位体积中放出的气体量，换算成标准状态下的气体体积(/)，取40/L；V炉衬材料的体积() q金属结构材料单位表面积上单位时间内放出的气体量，换算成标准状态下的体积/（·s)），因为一般炉内壁均为碳钢件，查表可得q=9.31×10-6L/s·33.516 ；F炉子金属构件和炉