
辽 宁 工 业 大 学
热工过程与设备课程设计(说明书)
题目:热处理箱式电阻炉的设计
(生产率110kg/h,功率30kw,温度≤600℃)
院(系): | 材料科学与工程学院 |
专业班级: | 材料083 |
学号: | |
学生姓名: | |
指导教师: | |
起止时间: | 2011-12-26~2011-1-8 |
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课程设计任务及评语
院(系): 材料科学与工程 教研室:材料科学与工程
学 号 | | 学生姓名 | | 专业班级 | 材料083 |
课程设计(论 文)题 目 | 热处理箱式电阻炉的设计 生产率110kg/h,功率30kw,工作温度≤600℃ |
课程设计(论文)任务 | 设计任务:设计热处理箱式电阻炉,生产率110kg/h,功率30kw 工作温度≤600℃ (一) 炉型的选择 (二) 确定炉体结构与尺寸 (三) 砌体平均表面积计算 (四) 计算加热炉功率 (五) 炉子热效率计算 (六) 炉子空载功率计算 (七) 空炉升温时间计算 (八) 功率分配与接线 (九) 电热元件材料选择与计算 (十) 电热体元件图 (十一) 电阻炉装配图 (十二) 炉子技术性能指标 (十三) 参考文献 |
指导教师评语及成绩 | 成绩: 指导教师签字: 年 月 日 |
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目录
一、炉型的选择 - 4 -
二、确定炉体结构和尺寸 - 4 -
三、砌体平均表面积计算 - 5 -
四、计算炉子功率 - 6 -
五、炉子热效率计算 - 8 -
六、炉子空载功率计算 - 9 -
七、空炉升温时间计算 - 9 -
八、功率的分配与接线 - 10 -
九、电热元件材料选择及计算 - 11 -
十、电热体元件图 - 12 -
十一、电阻炉装配图 - 12 -
十二、电阻炉技术指标(标牌) - 12 -
参考文献 - 13 -
设计任务:
按工作要求可设计一台热处理电阻炉,其技术要求为:
(1)用途:中低碳钢、合金钢毛坯或零件的淬火、正火处理,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:110kg/h;
(3)工作温度:最高使用温度≤600℃;
(4)生产特点:周期式成批装料,长时间连续生产。
一、炉型的选择
根据设计任务给出的技术要求和生产特点,本设计宜选用箱式热处理电阻炉。
二、确定炉体结构和尺寸
1.炉底面积的确定
因为无法确定产品类型,故无法用一次装料量来计算炉底面积,只能用炉底强度来计算。已知生产率为110kg/h,则选择箱式炉用于淬火和正火时的单位面积炉底强度h为115kg/(m2·h),故可求得炉底有效面积
F1 = P/h = 110/115 = 0.96m2
有效面积与炉底总面积的比例系数K=F/F1=0.75~0.85,取系数为0.84,则炉底实际面积:
F = F1/0.84 =0.96/0.84 =1.14m2
2.炉底长度和宽度的确定
由于热处理箱式电阻炉设计时应考虑装出料方便,取L/B=3:2,因此,可求得
B =930m
L =1310m
考虑到便于砌砖,根据标准砖尺寸,取L =1380mm,B =920mm。
3.炉膛高度的确定
炉膛高度目前没有严格计算方法,根据统计的资料炉膛高度H与炉底宽度B之比H/B通常在0.5~0.9之间,本设计根据炉子工作条件并考虑利于辐射与对流传热等因素,这里取H/B = 0.85,再根据标准砖尺寸,最终选定炉膛高度H = 780mm。因此,确定炉膛尺寸如下:
长 L = 230×8 = 1380mm
宽 B = 115×8 = 920mm
高 H = 65×12 =780mm
为避免工件与炉内壁或电热元件搁砖相碰撞,应使工件与炉膛内壁之间有一定的空间,确定工作室有效尺寸为
L效 = 1320mm
B效 = 860mm
H效 = 720mm
4.炉衬材料及厚度的确定
箱式电阻炉侧墙、前墙及后墙以及炉顶的工作环境类似,可采用相同炉衬结构,即二层结构:115mm耐火的轻质粘土砖和150mm保温的膨胀蛭石。轻质粘土砖牌号为QZ-13,密度为1.3 g/cm3的,膨胀蛭石的密度为0.2g/cm3。炉底采用厚为115mm的搁砖和厚为65mm的轻质粘土砖以及保温填料砌成。
三、砌体平均表面积计算
砌体外廓尺寸如附图1所示:则:
L外= L+2×(115+150) = 1910mm
B外= B+2×(115+150) = 1450mm
H外= H+(115+150) +65+230+115+f = 1579mm
式中:f -- 拱顶矢高,此炉子采用60°标准拱顶,拱弧半径R = B,则f = R(1-cos30°) = 124mm。