热处理设备课程设计指导书

热办理设施课程设计指导书热办理设施课程设计指导书热办理设施课程设计指导书热办理电阻炉课程设计指导书张永宏编资料学院金属系2021年3月目录一、理阻炉明⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2〔一〕炉膛尺寸的确定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2〔二〕炉资料的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3〔三〕炉体构的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4〔四〕炉厚度的确定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5〔五〕炉消散的算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8〔六〕元件的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9〔七〕阻炉功率的分派⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11二、理阻炉的步与内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯12三、理阻炉任⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯14四、理阻炉程参照料⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯16附⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯17附表1螺旋元件的阻修正系数及允表面荷⋯⋯⋯⋯17附表2理阻炉常用型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯17附表3元件常用数据⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯21附表4常用位算表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯22一、热办理电阻炉设计说明〔一〕炉膛尺寸的确定合理地确立炉膛尺寸是热办理炉设计的一个重要环节，炉膛尺寸包含炉膛的有效尺寸和炉膛的砌砖体尺寸两个方面。确立炉膛尺寸最根本的依照是炉子的生产率〔一般用年生产量或小时生产量g件表示〕，先由生产率确立炉膛有效尺寸，再由炉膛有效尺寸确立炉膛砌砖体尺寸。1、确立炉膛有效尺寸往常有两种方法：一种是排料法，一种是炉底强度法。排料法合适于品种少、专业化程度较高的热办理电阻炉的设计；炉底强度法是依据现有的各种电阻炉的生产能力〔用单位炉底面积的生产率po[kg/m2·h]表示〕的统计资料来确定炉底有效面积的方法。它实质是一种经验数据法，合适于品种多，且工艺周期各不同样的通用型热办理炉的设计。按炉底强度法确立热办理炉炉膛尺寸的步骤是：先依据F效=g件/po确立出炉底的有效面积F效；再依据L效/B效=~2即可确立出L效和B效。按排料法或炉底强度法所确立的炉底有效尺寸B效和L效最后尚需修正，使其与邻近的标准系列的电阻炉一致，以便采纳标准尺寸的炉底板。井式炉的炉膛有效尺寸Φ效和Ｈ效，往常可依据排料状况或料筐尺寸来确立。按排料法设计时，工件之间的距离应不小于其直径或厚度。2、确立炉膛砌砖体尺寸往常在炉膛的双侧墙上都要安装电热元件，为了保证操作方便和加热均匀，在工件与电热元件之间要留出必定的距离。在箱式炉中，一般规定工件到侧墙内壁的距离为；凑近炉门处的炉温偏低，工件到炉门口之间也应留出的距离。所以，箱式炉炉膛砌砖体的内腔尺寸为：B砌=B

效+2~

(m)L砌=L

效+~

(m)在井式炉中，工件至电热元件之间应保持~0.2m的距离，工件至炉底和炉顶的距离应在。所以，井式炉炉膛砌砖体的内腔尺寸为：Φ砌=Φ效+2~(m)H砌=H

效+2~

(m)3、箱式炉炉膛高度H砌的确定箱式炉的炉膛高度H砌〔指炉底板面至炉顶拱脚的距离〕当前还没有一致的计算方法。原那么上，中、高温炉以辐射传热为主，炉膛应稍高些以增大辐射面积，往常要求从装料上方到炉顶应保持~0.3m的空间。依据现有炉子的统计资料，大部分箱式电阻炉的H砌与B砌之比在~范围内改动，中温电阻炉一般可取左右。此外，在决定炉膛高度时，一定考虑炉内侧壁上电热元件搁砖的层数。标准搁砖每层高度为67mm〔包含2mm灰缝〕，在电热元件搁砖层数n确立后，H砌也可由下式确立：H砌=67×搁砖层数n+42+39〔mm〕〔二〕炉衬资料的选择炉衬指的是由耐火资料与保温资料砌筑而成的耐火层和保温层。耐火层直接承受炉内的高温作用以及炉气的侵害，炉衬的构造强度主要决定于耐火层。保温层的作用是保温隔热，减少炉衬热损失，使炉壳温度不致过高，对炉衬构造强度只起协助作用。炉衬资料选择原那么以下：1、耐火资料主要应试虑资料的最高使用温度，其次应保证炉衬有必需的构造强度和较小的蓄热损失。应在保证炉衬有必需的构造强度的前提下，尽可能采纳轻质或超轻质耐火资料，减少重质耐火资料的使用。过去我国中温热办理电阻炉多半采纳密度为或3的轻质耐火砖。当前，我国在超轻质耐火砖和耐火纤维的研究开发上获得了很大的进展，轻质耐火砖的质量也有显着提升，如密度为3的轻质黏土砖的耐压强度比过去提升了一倍多，这为电阻炉采纳轻质砖作炉衬创建了极为有益的条件。当前有许多中温箱式电阻炉已采纳这类耐火砖，在耐火砖外再衬一层硅酸铝耐火纤维毡，最外面是硅藻土砖和蛭石粉的混淆构造。这类炉衬的总厚度比本来薄，空炉升温时间也比本来降落40~50%，节能成效显着。从节能方面考虑，对周期作业炉，采纳全耐火纤维炉衬最为理想。这类炉子不单节能，并且炉衬薄、炉子轻、外形尺寸小、升温快。我国已研制成功采纳全耐火纤维炉衬的中温电阻炉。能够估计耐火纤维炉衬此后将会获得宽泛使用。2、保温资料选择时主要应试虑最高使用温度、导热系数、比热容等几个方面。应尽量选择导热系数小、密度小的资料。同时要保证资料的最高使用温度高于保温层与耐火层接触面上的温度。保证炉子外表面温升不超出50℃。有时还要考虑保温层对炉膛构造强度的协助作用。〔三〕炉体构造设计箱式炉的炉体包含炉底、炉壁、炉顶和炉门。井式炉的炉体包含炉底、炉壁和炉盖。1、炉底炉底起保护炉内热量和承载工件的作用。热办理电阻炉的炉底往常采纳以下构造〔自上而下〕：炉底钢板→石棉板→用硅藻土砖立砌成方格，方格中填补蛭石粉→平铺1~2层硅藻土砖→平铺一层轻质耐火黏土砖→支撑炉底板的重质黏土砖〔竖砌〕(参照教材70页图5-8和176页图12-9)。炉底耐火层及保温层的厚度，可参照炉墙的厚度来决定。一般可比炉墙厚一些。注意支撑炉底板的重质黏土砖应安置在轻质耐火黏土砖上，不要直接安置在硅藻土砖上。2、炉壁700~1000℃的中温电阻炉的炉壁一般由115mm耐火层〔轻质耐火砖〕、180~232mm保温层〔硅藻土砖和蛭石粉混淆构造〕和5~10mm石棉板构成，外包一层炉外壳钢板〔4~5mm厚A3钢〕。石棉板起均平和吸潮作用，保温层厚度由传热计算确立。中温电阻炉的炉壁还可采纳以下构造〔自外而内〕：炉壁钢板→石棉板〔5~10mm〕→矿渣棉→硅藻土砖〔115mm〕→轻质耐火黏土砖〔115mm〕。矿渣棉的厚度依据炉平和炉外壁面温升经过传热计算确立。3、炉顶〔箱式炉〕热办理电阻炉炉顶的构造形式主要有拱顶和平顶两种，多半箱式电阻炉采ο用拱顶。拱顶的圆心角称为拱角，以60的拱角用的最多，称为标准拱角，此时拱顶圆弧半径与炉膛宽度相等。拱顶重量及其受热膨胀而形成的侧推力作用于拱角上，因此拱角一般用重质砖砌筑，以承受较大的侧推力。而拱顶那么采纳轻质楔型砖砌筑，其上再覆以轻质保温制品〔蛭石粉等〕作保温层。拱脚砖经过支撑砖钢〕。大型的炉子还还有钢架构造来支撑拱脚梁，以减少炉架的负担。以下举例说明拱脚梁和垂直立柱所用型钢的设计方法。当炉膛宽度

B为

1000mm，拱顶厚度为113mm，用密度为2楔型轻质黏土砖砌筑拱顶〔还应加一局部直形砖〕时，沿炉长方向每米的拱顶重量为130kg，在900~1000℃温度范围内，60ο拱顶侧推力P为320×。假定沿炉长方向每1m安装一根垂直的型钢立柱时，拱脚梁可选5号等边脚钢，炉壳上垂直的型钢立柱可选号等边角钢。为加强炉壳刚性，实质上拱角梁可选8~10军号钢〔或槽钢〕，垂直型钢立柱可选8~12军号钢。、炉门〔箱式炉〕炉门局部包含炉门洞口，炉门框和炉门。炉门洞口的大小要保证装出料方便和知足炉子安装电热元件以及维修炉子的需要，往常应小于炉膛截面尺寸，以减小热损失和保护电热元件。中温炉的炉门洞口深度一般可取一标准砖长〔230mm〕。炉门洞口的砌砖体常常遇到工件磨檫撞击，应采纳重质耐火砖砌筑。炉门框可用铸铁铸成或用钢板焊成，后者重量轻，但简单变形、影响密封性。做成的炉门框用螺栓安装在炉架上，炉门框上往常有限制炉门上下运动的轨道。炉门常用铸铁制成框架，而后在此中砌耐火砖和保温砖。炉门应保证炉子操作方便、炉口密封性好并尽量减少热损失。其构造设计的根本重点是：〔1〕要有足够厚的保温层〔中温炉可取130~180mm〕；〔2〕炉门边沿与炉门框要重叠65~130mm；〔3〕炉门要压紧炉门框；〔4〕炉门下缘往常楔入工作台的砂槽内；〔5〕炉门与炉门框的接触面应进行机加工，以保证优秀的密封性等。别的，筑砌炉门时，炉门砌砖体表面应从四周向中间渐渐凹陷3~5mm并且在炉门上要设窥视孔。窥视孔的张角以方便察看为宜，在窥视孔外端安装石英玻璃。最常用的炉门压紧方法是在炉门侧面设置楔铁或滚轮，当炉门落下时，炉门上的楔铁或滚轮滑入炉门框上的楔形滑槽或滑道内。炉门越向下，炉门越压紧炉门框；另一个常用的压紧方法是在炉门口设计一斜度，利用炉门自重使炉门压紧炉门框。别的还有偏爱轮压紧和丝杠压紧等方法。炉门起闭机构形式众多。中小型炉子多半靠人工起闭，起闭屡次的炉门可用电动、气动或液压机械起闭。5、炉盖〔井式炉〕为了方便起闭，中、小型井式炉的炉盖一般作成整体式，大型井式炉的炉盖有的作成对分式。炉盖的起闭机构依炉门重量也有所不一样，当前常用的有手动、电动和液压机构，小型井式炉炉盖多用手动杠杆式起闭机构，这类机构简单、灵活、靠谱〔参照?热办理炉及车间设施?南京机器制造学校主编125页图5-30〕。6、设计砌砖体构造时还应试虑：1〕砌砖体尺寸应是标准尺寸〔230、113、65等〕的整数倍〔还应计入灰缝尺寸〕。特别在砌砖体的高度方向上不行能用砍削砖的方法来知足砌砖体尺寸。2〕除炉口等特别状况外，应尽量防备重质耐火砖直接通到炉壳，以减少热短路损失。3〕耐火砖炉衬的灰缝尺寸：炉壁和炉底的灰缝不大于2mm，炉顶的灰缝不大于，可控氛围炉的灰缝不大于1mm。4〕炉衬的砖缝一定互相交织，错开量应以砖长的二分之一为宜，个别状况不得小于砖长的1/4。在炉墙拐角处砖的筑砌一定互相咬合，使形成一整体。5〕砌砖体一定留膨胀缝。对黏土砖和硅藻土砖而言每米砌砖体的膨胀缝5~6mm。膨胀缝应错开使相互不相通，以防备漏气和增大热损失。缝内充填耐火纤维或马粪纸。6〕为防备电热元件腐化，支承或固定电热元件的资料应采纳高铝质或钢玉陶瓷。如电热元件隔板砖和电热丝引出棒套管等。、炉架与炉壳炉架与炉壳的作用在于承受砌砖体的重量及拱顶的侧压力等，同时它还可以增添炉子整体的构造强度和密封性。此外，在炉架上便于安装各样隶属机构，如炉门起闭机构等。炉架也使炉子架空防备炉体与地面直接接触，减少了热损失。关于中、小型炉子，还可以够经过对支撑炉子用型钢的构造尺寸的合理设计，获得方便适合的操作高度。炉架可用角钢和槽钢焊接而成。炉壳常用3~5mm厚度的钢板焊成。外层先涂红丹漆，再刷灰漆或银粉漆。这样除雅观、防锈外，还可以够减少炉壳的辐射热损失。〔四〕炉衬厚度的确定炉衬的厚度应当合适。太薄不可以保证必需的强度和保温能力使散热损失增加，太厚又增添了蓄热损失。关于周期作业炉，蓄热损失是其主要能量耗费工程，炉衬特别不可以太厚。炉衬的合理尺寸应当经过传热计算认真确立。炉衬尺寸的确定可分为两个步骤。第一步估量尺寸，第二步校核。、炉衬厚度的估量炉衬厚度的估量常之外壁面温度作为根本依照。一般要求炉外侧壁和顶壁温升不超出50~70℃。在估量时忽视各层炉衬传热面积的变化，即以为各层的热流密度q同样，都等于炉外壁与车间空气之间换热的热流密度。设炉内壁温度为t1，外壁温度t2=70℃，室温t0=20℃，那么经过炉壁的热流密度为：t2t070202q(W/m)1/〔1〕采纳单层炉衬构造时其厚度为:t1t2q〔2〕采纳双层炉衬时，一般先选定耐火层的厚度，求出耐火层与保温层接触面的温度，再求出保温层的厚度。设选定耐火层厚度为δ1，那么可求得保温层厚度2和接触面温度t2。因为t1t21(t1t2)a1b1(t1t2)q21/11故有t2a1a122b1(q1a1t11t12b12(tt3)1t3)a2b2(t2t3)2q2(t22q〔3〕采纳三层炉衬构造时，应第一选定两层炉衬的厚度δ1和δ，再求第三2层。此时炉墙内、外表面温度t1和t4仍为，只要计算确立δ3，以及未知界面温度t2和t3值。计算次序是：先算出t2，再算出t3，最后算出δ3，方法同〔2〕。、炉衬厚度校核〔两层炉衬构造为例〕依据上边估量的炉衬厚度和界面温度计算出各层炉衬均匀传热面积Fm1和Fm2及炉外壁表面积F3，并算出各层炉衬的均匀热导率λm1和λm2。依据Fm1、Fm2、F3和λm1、λm2计算出Q，再由Q计算出炉子外壁表面温度t3和界面温度t2的一次迭代值t’3和t’2。Qt1t0121m1Fm1m2Fm2F3't1Q1t2m1Fm1't2Q2t3m2Fm2t’2、t’3与估量值t2、t3相差大于5%，用t’2、t’3取代t2、t3，持续迭代直到前后相差在5%之内。取此t2、t3的稳固值为t*2、t*3。〔1〕假如t*3高出70℃那么说明炉衬太薄，应加厚；假如

t*

3低于

70℃太多，那么说明炉衬太厚，应从头设计和计算。〔2〕假如

t*

2超出保温资料最高使用温度，应从头选择保温资料并从头设计。〔五〕炉衬散热损失的计算此项热损失是指炉膛内的热量经过炉壁、炉顶、炉底和炉门发散到车间的热量消耗，这局部计算比较繁琐，但Q散是热办理电阻炉各样热量损失工程中最主要的一个，应当认真计算，力争正确。用热均衡计算法确立炉子功率一般来讲是按炉子升温加热阶段所需的热量来确立的，但关于Q散的计算来说又另当别论。因为在冷炉升温阶段，炉衬传热为不稳固传热，炉衬的热损失包含砌砖体蓄热和向外散热，Q散的计算甚为复杂且不正确，所以热均衡计算中的Q散往常是按炉子在保温阶段炉衬的散热损失来计算的。对炉壁、炉顶、炉底和炉门各局部的散热损失应分别计算，而后求得散热损失的总和：Q散=Q壁+Q顶+Q底+Q门下边以炉侧壁的散热损失Q壁为例说明详细的计算方法〔以两层炉衬为例〕。1、分别计算炉侧壁耐火层、保温层的均匀传热面积和炉壳外表面积Fm1、2Fm2和F3〔m〕。炉侧壁包含左右边墙和前后墙，但炉门孔处不包含在前墙内。侧壁耐火层均匀传热面积Am1的算法以下：(F1)内=2L1H1+2B1H1-B门H门’’’’(F1)外=2L1H1+2B1H1-B门H门Fm1(F1)内(F1)外〔当(F1)外/(F1)内>2时〕Fm1[(F1)内(F1)外]/2〔当(F1)外/(F1)内≤2时〕式中L1、B1和H1为耐火层的内腔尺寸；L’1、B’1和H’1为耐火层的外头尺寸〔它也是保温层内腔尺寸〕；B门和H门为炉门洞口尺寸。2、分别计算炉衬耐火层、保温层的均匀热导率λm1和λm2。、查表求得炉墙外表面对四周空气的综合换热系数〔αΣ〕侧。4、炉侧壁的散热损失Q壁为：壁t1t03.6(kJ/h)Q112m1Fm1m2Fm2F3式中t1为炉膛内壁温度〔℃〕，一般用保温阶段的炉温取代；t0为炉外车间空气温度〔℃〕，可取t0=20℃；δ1和δ2分别为耐火层和保温层的厚度。Q顶、Q底和Q门的计算与Q壁同样。〔六〕电热元件的设计在选定电热元件资料，并且依据电阻炉功率大小和功率分派方案及供电电压确立了电热元件的根数n和每根电热元件所分派的功率P及端电压U此后，就能够设计确立电热元件的各项参数。它包含双方面的内容：一是元件自己的尺寸〔d和l〕和重量；二是元件的安装尺寸〔L、D和h〕。下边以丝状电热元件为例，说明电热元件的设计。1、元件尺寸计算。查附表2，求出所选定的电热元件资料在设计温度下的单位表面同意功率2d和长度l。W允〔W/cm〕和电阻率ρt，依据下式确立电热元件的丝径dP2t(mm)3U2W允lU2d2103(m)Pt4式中U和P分别是单根电热元件的端电压和功率。〔2〕圆整。电热元件丝径d的计算结果应当圆整成标准直径〔丝径d的优先系列见附表3〕。〔3〕校核。丝径圆整后还需对W允进行校核。此时假定电热元件单位表面的负荷功率超出了W允过多，那么选用大一级的标准直径。2、安装尺寸电热丝一般绕成螺旋管状，螺旋管电热元件的安装尺寸可按公式Llh以及h(2~4)dD来确立。式中L、D和h分别为螺旋状电热元件的安装长度、绕制节径和螺距。因为L事实已由炉膛深度确立，实质上只要要确立D和h。一般先选定D。炉温tg<1000℃时，应有D=〔6~8〕d，炉温tg>1000℃时，应D=4~6d。选定D后先按前一公式算出h。再按后一公式判断能否知足h=〔2~4〕d，假定不知足那么调整D〔tg<1000℃时，D仍须知足D=〔6~8〕d〕，再从头计算。3、电热元件各样参数的互相影响应用上述公式计算确立电热元件的尺寸其实不困难，但在电热元件的设计中常常会遇到一些问题：如电热元件太长在炉内部署不下，电热元件直径太细或太粗〔一般工业用热办理电阻炉电阻丝的直径为4~7mm，d<4mm的电阻丝在高温下使用寿命短，d>7mm的电阻丝的绕制及在炉膛内部署均较困难〕，怎样才能使元件的资料耗费量最少等等。为认识决这些问题，有必需剖析电热元件各参数的相互影响规律，从中找到解决问题的方法。下边以丝状电热元件为例进行剖析。〔1〕根数n的影响Y改为双Y，后者使根数n由增添元件的根数〔比如由单相改为三相，由单3增添到6〕，可使电阻丝的丝径d减小，而总长度增添，总重量减少。阻丝过细会缩短其使用寿命〔阻丝寿命与其直径成正比〕，同时也会使元件在炉内难于布置。减少元件的根数那么相反。〔2〕端电压U的影响当端电压增大时〔如由单Y改为单△〕，那么电阻丝直径将减小，总长将增大，这不利于电阻丝在炉内的部署，但电元件资料的用料量将减少。〔3〕单位表面功率的影响提升元件的表面负荷，可使电阻丝的直径、总长和用料量均减少，这有益电热元件的部署，但元件寿命要缩短。〔4〕直径d的影响P、U、ρt、γ一准时，增添阻丝直径d，会使元件单位表面功率负荷降低，但总长增添，总重量增添。〔5〕电阻率ρt的影响电热元件资料的ρt愈大，那么丝径d和总重量愈大，而总长愈短，这有益于元件在炉膛内的部署。从这点看，在中温炉上使用Fe-Cr-Al系电热合金比用Cr-Ni系电热合金优胜。经过上述剖析，可得以下结论：〔1〕当电热元件在炉内部署不下时，可采纳以下举措：使用较低的端电压〔如由△接法改为Y接法或使用降压变压器等〕；减少电热元件根数；使用更耐热和电阻率更大的电热元件资料；用电阻丝取代电阻带。〔2〕假如电阻丝直径太细〔d<4mm〕，可采纳以下举措：减少根数；降低端电压；合适降低电热元件的单位表面功率；使用电阻率大的电热元件资料。〔3〕为了减少电热元件资料的用料量，可采纳以下举措：采纳较高的端电压；增添根数；使用更耐热的元件资料；用电阻带取代电阻丝。〔七〕电阻炉的功率的分派１、箱式电阻炉关于炉膛长度不超出1m的炉子，一般可将功率均匀分派在炉内双侧和炉底上。对大型的箱式炉，往常在凑近炉门处增添一些功率，即在约占炉长1/4～1/3处，其功率比均匀功率增添15～25%左右。2、井式电阻炉井式电阻炉的炉口邻近及炉底处温度常常偏低，对没有强迫对流的井式炉应当在炉子的上部和下部合适增添一些功率。为了保证炉温上下均匀，大中型井式炉往常采纳分区供电和分区控温。二、热办理电阻炉的设计计算步骤与内容〔一〕炉型选择依据炉子设计任务书所提出的年产量、工件品种、资料和热办理工艺以及作业制度等要求，选择适合的炉型并简述其原因。〔二〕炉膛尺寸的确定21、按炉底强度法或排料法确立炉底有效面积A效〔m〕2、依据A效确立炉膛有效尺寸L效、B效和H效〔井式炉为Ф效和H效〕。3、确立炉底板的资料、形状和尺寸，并画出简图。4、确立炉膛砌砖体内腔尺寸L砌、B砌和H砌。〔三〕炉子砌砖体设计1、炉衬资料的选择〔耐火层资料和保温层资料〕。2、炉衬厚度的估量〔或选择〕与校核。3、炉底砌砖体的构造与厚度；4、左右边墙砌砖体的构造与厚度；5、后侧墙砌砖体的构造与厚度；6、炉门洞口砌砖体的构造与厚度；7、炉顶砌砖体的构造与厚度；8、炉盖的构造与厚度〔井式炉〕。〔四〕炉子构架、炉壳、炉门及炉门启闭机构。1、炉子构架设计以及所选型钢的规格尺寸；2、炉壳钢板〔底板、侧板、顶板〕的厚度、焊接方式及油漆颜色；3、支撑炉子所用型钢的规格〔考虑刚度及操作高度等〕；4、拱脚梁型号；5、炉门或炉盖的构造及尺寸；6、炉门〔炉盖〕启闭机构。〔五〕电阻炉功率确立A、经验计算法：先用经验计算法估量电阻炉的功率。B、热均衡计算法：1、加热工件所需的热量Q件；2、加热协助构件所需的热量Q辅〔本设计可取Q辅=0〕；3、经过炉衬的散热损失Q散=Q墙+Q顶+Q底+Q门；4、经过开启炉门的辐射热损失Q辐，取炉门开启率δt=，即开炉门时间为每小时6分钟，装出炉时箱式炉炉门开启2/3，井式炉全开；5、经过开启炉门的溢气热损失Q溢；6、其余热损失Q它；7、炉子总的热量支出Q计=6Qi，i1炉子安装功率P安。8、空炉升温时间τ升。假定空炉升温时间过长，应试虑加大炉子安装功率。〔六〕电热元件的资料采纳与计算。1、电热元件的资料采纳与议论。2、确立电炉功率的分派，电热元件的接线方式和供电电压。3、电热元件的尺寸计算。〔1〕确立每根电热元件的功率和端电压；〔2〕选定电热元件的同意单位表面功率W允；〔3〕确立电热元件的截面尺寸d并圆整；〔4〕计算每根元件的长度L根和质量G根；计算电炉所需电热元件的总长度和总质量G总。〔5〕确立电热元件的安装尺寸并画出简图。〔6〕确立引出棒的尺寸、资料及焊接方式。〔七〕控温仪表及热电偶的选择。〔八〕热办理电阻炉的主要技术经济指标核算。如炉子的热效率η，炉体蓄热蓄、空炉升温时间τ升、炉外壁温升t等。

L

总Q〔九〕绘制图纸：1、电阻炉总装置图一张〔1号图纸〕；2、炉子砌砖体图一张〔1号图纸〕；3、电热元件构造图一张或两张〔2号图纸〕。十、编写设计说明书。三、热办理电阻炉设计任务书设计题目一设计一台热办理电阻炉，设计的原始资料以下：〔1〕炉子用途：小型拖沓机配件的热办理。〔2〕工件种类及热办理工艺：20CrMnTi钢齿轮毛坯的正火加热；小型柴油机球墨铸铁件〔QT60-2〕的正火加热；其余45钢中小部件和短轴的淬火和正火加热。〔3〕最高工作温度：≤950℃。〔4〕生产率：72kg/h。〔5〕工件最大尺寸：L＜600mm；φ＜300mm。〔6〕炉外壁温升：≤50℃。〔7〕生产特色：小批量多品种周期式生产。〔8〕作业制度：一班制生产。设计题目二设计一台热办理电阻炉，设计的原始资料以下：〔1〕炉子用途：中碳钢、低合金钢的中、小型毛坯或部件的淬火、调质以及退火、正火办理。〔4〕最高工作温度：≤950℃。〔3〕生产率：170kg/h。〔4〕工件最大尺寸：中、小型部件，最长。〔5〕炉外壁温升：≤50℃。〔6〕生产特色：小批量多品种周期式生产。〔7〕作业制度：一班制生产。设计题目三设计一台热办理电阻炉，设计的原始资料以下：〔1〕炉子用途：质量要求较高的修长型轴类部件的调质、退火、正火办理。〔2〕最高工作温度：≤950℃。〔3〕生产率：40kg/h。〔4〕工件最大尺寸：中、小型部件，L＜600mm；φ＜50mm。〔5〕炉外壁温升：≤50℃。〔6〕生产特色：小批量多品种周期式生产。〔7〕作业制度：一班制生产。四、热办理电阻炉课程设计参照资料1、?热办理手册?第3分册,机械工业第一版社2、吉泽升.?热办理炉?,哈尔滨工程大学第一版社,19993、臧尔寿,?热办理炉?,东北工学院第一版社,19854、刘孝曾,?热办理炉及车间设施?,机械工业第一版社5、?热办理设施及设计?,山东人民第一版社,1979附录附表1螺旋电热元件的电阻修正系数及同意表面负荷系牌0Cr25A15Cr20Ni80号数αtW允〔w/cm2〕αtW允〔w/cm2〕温度600700注：1、电热资料在温度t时的电阻率ρt与其在20℃时的电阻率ρ20的关系：t=ρ20×αt2、0Cr25A15在20℃时的电阻率为：2ρ20=±(Ω.mm/m)3、Cr20Ni80在20℃时的电阻率为：2ρ20=±(Ω.mm/m)附表2热办理炉常用型钢〔一〕热轧圆钢〔摘自GB702—65〕圆钢直径d〔mm〕：678910111213141516171819202123242526272830323435363840424548535660636568707580859095100105110115120125130140150160170180190200210220240250〔二〕热轧薄钢板〔摘自GB708—65〕钢板厚度δ(mm)：〔三〕热轧厚钢板〔摘自GB709—65〕钢板厚度δ(mm)：67891011121314151617181920212324252627282930〔四〕热轧等边角钢〔摘自YB166—65〕角钢号数边宽b〔mm〕边厚d〔mm〕5503、4、5、6563、4、5、8634、5、6、8、107704、