热处理炉课程设计

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1、 1 热处理电阻炉设计热处理电阻炉设计 一、一、 设计任务设计任务（见教材（见教材 8080 页）页） 二、二、 炉型选择炉型选择 根据设计任务给出的生产特点， 选用中温 （6501000） 箱式热处理电阻炉， 炉膛不通保护气氛，为空气介质。 三、三、 确定炉膛尺寸确定炉膛尺寸 1.1. 理论确定炉膛尺寸理论确定炉膛尺寸 （1） 确定炉底总面积 炉底总面积的确定方法有两种： 实际排料法实际排料法和和加热能力指标法加热能力指标法。 本设计用加加 热能力指标法热能力指标法来确定炉底面积。已知炉子生产率hkgP60，按教材表 5-1 选 择适用于淬火、正火的一般箱式炉，其单位炉底面积生产率)(120

2、 2 0 hmkgp。 因此，炉子的炉底有效面积炉底有效面积（可以摆放工件的面积） 1 F可按下式计算： 2 0 1 5.0 120 60 m p P F 通常炉底有效面积和炉底总面积之比值在 0.750.85 之间选择。 炉子小取小值； 炉子大取大值。本设计取中值 0.8，则炉底总面积炉底总面积F为， 2 1 625.0 80.0 5.0 80.0 m F F （2） 确定炉膛的长度和宽度 炉底长度和宽度之比 B L 在 3/22 之间选择。考虑到炉子使用时装、出料的 方便，本设计取2 B L ，则炉子炉底长度和宽度分别为: m L B m F L 559.0 2 118.1 2 ;118.

3、1 5.0 625.0 5.0 （3） 确定炉膛高度 炉膛高度和宽度之比 B H 在 0.50.9 之间选择，大炉子取小值，小炉子取大 值。本设计取中值 0.7，则炉膛高度为： 2 mBH391.0559.07.07.0 2.2.实际实际确定炉膛尺寸确定炉膛尺寸 为方便砌筑炉子，需根据标准砖尺寸（23011365mm） ，并考虑砌缝宽度 （砌砖时两块砖之间的宽度，2mm） 、上、下砖体应互相错开以及在炉底方便布置 电热元件等要求， 进一步确定炉膛尺寸。 依据理论计算的炉膛长度、 宽度和高度， 进一步确定炉膛尺寸如下： mmmL16.111605)2230(； mmmB539.053924031

4、152572)238(3)2113(2)255( mmmH402.04026)265( 注意注意：实际确定的炉膛尺寸和理论计算的炉膛尺寸不要差别太大。 3.3.确定炉膛有效尺寸确定炉膛有效尺寸 为避免热处理工件与炉膛内壁、电热元件和放置电热元件的搁砖发生碰撞， 应使工件与炉膛内壁保持一定的距离。工件应放置的炉膛的有效尺寸内。炉膛有 效尺寸确定如下： mmL950 效 mmB450 效 mmH350 效 四、四、 炉衬材料的选择及其厚度的确定炉衬材料的选择及其厚度的确定 炉衬材料的选择及其厚度的计算应满足在稳定导热的条件下， 炉壳温度小于 60。由于炉子外壁和周围空气之间的传热有辐射和对流两种方

5、式，因此辐射换 热系数和对流换热系数之和统称为综合传热系数 。炉壳包括炉墙、炉顶和炉 底。这三部分外壁对周围空气的综合传热系数不同（见教材附表 2） ，所以三部 分炉衬材料的选择及其厚度也不同，必须分别进行计算。 1.1.炉墙炉衬材料的选择及其厚度的计算炉墙炉衬材料的选择及其厚度的计算 炉子的两边侧墙和前后墙可采用相同的炉衬结构，同时为简化计算，将炉门 看作前墙的一部分。 3 设炉墙的炉衬结构如图所示， 耐火层是 113mm 厚的轻质粘土砖 （QN0.8） ， 保温层是 60mm 厚、 密度为 350kg/m的普通硅酸盐耐火纤维毡和 230mm厚的 A 级硅藻土砖（耐火材料和保温材料的选择参照

6、教材附表 3 和附表 4） 。这种炉衬 结构在稳定导热条件下，是否满足炉墙外壁温度小于 60，应首先求出热流密 度，然后计算进行验证。 在炉墙内壁温度 950、炉壳周围空气温度 20的稳定导热条件下，通过炉 墙向周围空气散热的热流密度为： 1 20950 3 3 2 2 1 1 SSS q 1) 321 ,SSS的确定 321 ,SSS分别是轻质粘土砖、硅酸盐耐火纤维毡和硅藻土砖的厚度（m） 。 若考虑它们之间 2mm 的砌缝宽度，则 321 ,SSS的厚度为： mmS1152113 1 ；mmS60 2； mmS2322230 3 。 2) 321 ,， 的确定 321 ,分别是轻质粘土砖、硅酸盐耐火纤维毡和硅藻土砖的平均热导率 （W/m）; 是炉壳对周围空气的综合传热系数（W/m） 。 要求出 321 ,和 ，首先必须假定各层界面温