中溫箱式電阻爐課程設(shè)計(jì)說明書

1、百度文庫 - 讓每個(gè)人平等地提升自我一、爐型的選擇因?yàn)楣ぜ牧蠟榈秃辖痄?，熱處理工藝為正火，對于低合金鋼正火最高溫度為?12+(3050)】，選擇中溫爐（上限 950）即可，同時(shí)工件沒有特殊規(guī)定也不是長軸類，則選擇箱式爐，并且無需大批量生產(chǎn)、工藝多變，則選擇周期式作業(yè)。綜上所述，選擇周期式中溫箱式電阻爐。二、爐膛尺寸的確定1、用爐底強(qiáng)度指標(biāo)法計(jì)算爐底有效面積：查表得爐底強(qiáng)度Gh=100Kg/ （ m2 h）F效=g件=60=0.6（ m2）Gh100爐膛有效尺寸：L效= （2 1.5）F效L效=1.60.6 =0.96（ m）=960mm爐膛有效寬度：B效=（1/ 2 2/3)F效B效=0.

2、635=(m)=600mm選擇 1000mm 600mm 45mm/12mm 的爐底板，取B效=0.6m2、爐膛內(nèi)腔砌墻尺寸爐膛寬度：B砌=B效+2（ 0.1 0.15 ）B砌=0.6+20.125=0.85 (m)爐膛長度：L砌=L效+0.16 =1.12（ m）爐膛內(nèi)高度：H砌=（ 0.5 0.9 ）B砌H砌=0.80.85=0.68 (m)1百度文庫 - 讓每個(gè)人平等地提升自我層數(shù) n=B砌0.8 103=10.1 選擇 10 層0.067爐膛高度H砌=10 67+42+39=0.751(m)三、爐體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與材料選擇（一）、選擇爐襯材料部分爐體包括爐壁、爐底、爐底、爐門、爐殼架幾部分。

3、爐體通常用耐火層和保溫層構(gòu)成，尺寸與爐膛砌筑尺寸有關(guān)。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足下列要求：（1）確定砌體的厚度尺寸要滿足強(qiáng)度要求，并應(yīng)與耐火磚、隔熱保溫磚的尺寸相吻合；（2）為了減少熱損失和縮短升溫時(shí)間，在滿足強(qiáng)度要求的前提下，應(yīng)盡量選用輕質(zhì)耐火材料；（3）要保證爐殼表面溫升小于 50，否則會增大熱損失，使環(huán)境溫度升高，導(dǎo)致勞動條件惡化。（二）、爐體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和尺寸本爐設(shè)計(jì)為兩層爐壁內(nèi)層選用 RNG-0.6 型輕質(zhì)粘土磚，其厚度S1=115mm；3外層選用硅酸鋁耐火纖維，體積密度2=105Kg/m厚度S2待計(jì)算；RNG-0.6 型輕質(zhì)粘土磚：1=600【Kg/ m3】1=0.165+0.19410-3t均【w

4、/(m)】C1=0.836+0.26310-3t均【 KJ/ （Kg）】耐火纖維當(dāng) t3=60時(shí)，由表查得=12.17 【W(wǎng)/( ) 】 q=12.17 （ 50-20 ） =486.8 （ W/）將上述各數(shù)據(jù)代入公式得：t120.194 1030.16522 0.194 1030.50.194 10320.165 950486.80.1150.165950=782 （）代入數(shù)據(jù)解得：纖維層厚度：S21782 60 0.107=228（mm）486.8取 S2=230mm（三）、爐頂?shù)脑O(shè)計(jì)爐膛寬度為 850mm，采用拱頂，拱角 60的標(biāo)準(zhǔn)拱頂，拱頂式爐子最容易損壞的部位，受熱時(shí)耐火磚發(fā)生膨脹，

5、造成砌筑拱頂時(shí)，為了減少拱頂向兩側(cè)的壓力，應(yīng)采用輕質(zhì)的楔形磚與標(biāo)準(zhǔn)直角磚混合砌筑。故選用側(cè)厚楔形磚（230,113,65,45）、厚2百度文庫 - 讓每個(gè)人平等地提升自我230mm 體積密度為Kg/ m3的硅酸鋁耐火纖維和輕質(zhì)直形磚（ 230,113,65 ）.105（四）、爐底的設(shè)計(jì)爐底采用一層 113mm 硅藻土磚填充蛭石粉，再平鋪一層65mm 的 QN-0.6 輕質(zhì)粘土磚，最上層采用230mm 的重質(zhì)高鋁磚支持爐底板+4 塊加熱元件擱磚，爐底板采用Cr-Mn-N 耐熱鋼厚度為 12mm。（五）、爐門框的設(shè)計(jì)爐門框的壁爐膛稍小取其寬度為：B框H框=800mm650mm采用 230mm 硅藻

6、土磚和 113mmRN-0.6 輕質(zhì)粘土磚。（六）、爐門的設(shè)計(jì)爐門采用 113mmRNG-1.0 輕質(zhì)粘土磚和 230mmB 級硅藻土磚，爐門尺寸為 B門H門=900mm780mm。（七）、爐體框架與爐殼的設(shè)計(jì)爐體外廓尺寸：L外=L砌+（ 115+230） +230=1695（ mm）B外=B砌+2（ 115+230） =1540（mm）H弧=B砌- B砌Cos30 =114（ mm）H外=H砌+（ 115+20+230） + H弧+（ 115+67+230）H外=1571（ mm）四、電阻爐功率的計(jì)算本爐采用理論設(shè)計(jì)法，通過爐子的熱平衡來確定爐子的功率。其原理是爐子的總功率即熱量的收入，應(yīng)能

7、滿足爐子熱量支出的總和。具體計(jì)算如下：1、加熱工件的有效熱量Q件Q件=g件（C2t2-C1t1）=60（ 0.6789 950-0.4939 20）=38104.6 （ KJ/h ）（其中 C C 查表可得）2、12、通過爐襯的散熱損失 Q散Q散=t1t0F均（式 1）S2S3S11123總1=0.165+0.19410-3（950+782）2=0.333百度文庫 - 讓每個(gè)人平等地提升自我2=0.107F均=F1?F2?F3F1=2(0.851.120.85 0.681.1220.68)=4.5832mF2=2(1.081.351.08 0.911.350.91)=7.3386 F3=2(1

8、.311.581.31 1.141.581.14)=10.7288 將以上數(shù)據(jù)代入式 1 解得 Q散=14556.5 （ KJ/h ）3、爐襯材料的總蓄熱量Q蓄總輕質(zhì)粘土磚、硅酸鋁耐火纖維、在1 面積上所占的量分別為：G1=0.115 600=69（ Kg）G2=0.230 105=24.15 （ Kg）它們的平均比熱容分別為：C1=0.836+0.263 10-3 0.5 （ 950+782）=1.06 【KJ/ （ Kg）】C2=1.07 【 KJ/ （ Kg）】各層的蓄熱量 :Q1=69 1.06 （ 950+782） 2-20=61876 （KJ）Q2=24.15 1.07 （ 782

9、+60） 2-20=10362 （ KJ）Q蓄總= Q1Fm1+ Q2Fm2=554398(KJ)4、開啟爐子的輻射熱損失Q輻44T1T23.6 FtQ輻100100爐口開啟尺寸850mm460mma/b=460/850=0.54L/a=230/460=0.5查表 2-16 得 =0.54百度文庫 - 讓每個(gè)人平等地提升自我爐口面積 F=0.46 0.85=0.391 （）t=3/60=0.05將上述數(shù)據(jù)代入公式得Q輻=6442（ KJ/h ）5、開啟爐門的溢氣熱損失Q溢T1T2Q溢VC2tKJ / hV=2200BHH=2200 0.95 0.46 0.46=652 （ m3/h ）C=1.

10、4KJ/ （ K）Q溢=652 1.4 （ 950+60） 0.5 0.05=23048 （KJ/h ）6、其他熱損失Q它Q它=（0.5 1.0 ）Q散Q它=0.8 14556.5=11645.2 （ KJ/h7、Q總=Q件+Q輻+Q控+Q散+Q溢+Q它=38104.6+14556.5+6442+23048+11645.2=93796.3（ KJ/h ）P= Q總/3600=26.1 （ KW）P安=1.3P=32.87 （KW）取 P安=33KW8、電阻爐熱效率=Q件/Q總100%=40.62%9、空爐升溫時(shí)間空=Q蓄/ （ 3600P安） =3.4 （h）符合要求10、電阻爐的空載功率P空

11、P空=（ Q效+ Q它） /3600=7.28 （ KW）為爐子總功率的16%，符合要求。5百度文庫 - 讓每個(gè)人平等地提升自我五、電熱元件的設(shè)計(jì)（一）、電阻功率的分配因功率為 33KW，故采用三相 380V 星形接線法，使用三組11KW 電阻絲均勻分布單星形接法（二）、電阻元件材料的選擇選用 0Cr25Al5 為電熱元件（三）、電熱元件的設(shè)計(jì)1 、供電電壓和接線選用三相 380V、星形接法，長度比為1： 1P=P安/3n=45/3=11（KW）U=380/3=220（V）2、確定電熱元件的單位表面功率因爐膛最高溫度不超過950，結(jié)合選材0Cr2Al5 查表得 W允=1.6 2.0W/cm33

12、、確定元件直徑dd=34.3P2pt34.331121.5322024.56mmU2W1.6取 d = 5mm式中ptp01t1.4 1410511001.5 ?mm2mW允=1.6w/cm2LU2f10322023.145257.57tp1.511 1000 4L總=nL=357.57=172.71mM= 0.20157.57=11.57kg4、求電熱元件的總質(zhì)量M總= 311.57=34.71kg6百度文庫 - 讓每個(gè)人平等地提升自我式中 g 為 5mm 的電阻絲每米長的重量，g=0.201Kg/m 可由表 3-17 查得102P100 1131.6 W/cm3W=3.14 5.0=1.2

13、2 W/cmdl57.57符合要求（五）電熱元件的繞制和布置電熱元件繞制成螺旋狀，均勻布置于兩側(cè)墻及爐底，側(cè)墻和爐底均為10 層。每排電熱元件的展開長度：、57.57L =5.757 （m）每排電熱元件的擱磚長度L1=960-50=910 （ mm）D=6d=5 6=30（ mm）每排電熱元件的圈數(shù)：n=L、6080圈取 n=6564.54D3.14 30電熱元件螺旋節(jié)距：h=L191014 mmn65按 h=（ 2 4） d 校驗(yàn)校核：h142.8符合要求d5（六）、電熱元件引出棒及其套管的設(shè)計(jì)與選擇（1）、引出棒的設(shè)計(jì)引出幫必須用耐熱鋼或者不銹鋼制造，以防止氧化燒損， 固選用 1Cr18N

14、i9Ti ， =14mm， L=400mm，絲狀電熱元件與引出棒之間的連接，采用接頭銑槽后焊7百度文庫 - 讓每個(gè)人平等地提升自我接。引出棒長度：L引=115+230+100=445（mm）（2）、保護(hù)套管的選擇根據(jù)設(shè)計(jì)說明中爐膛以及電熱元件的設(shè)計(jì)，所以確定L側(cè)墻=115+230=345（ mm），引出棒的直徑d= 14mm，因此選用SND 724 016 號套管，高鋁礬土，重量 0.5Kg ， d引= 16mmD引= 36mm，長度 300mm。（七）、熱電偶及其保護(hù)套管的設(shè)計(jì)與選擇（1）、熱電偶的選擇由于爐內(nèi)最高的溫度為950 . 長期使用的溫度在1000一些，所以選用鎳鉻- 鎳硅熱電偶。由于