《《热处理设备》课程设计任务书设计950℃120kgh的箱式电阻炉设计毕业论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《热处理设备》课程设计任务书设计950℃120kgh的箱式电阻炉设计毕业论文（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、热处理设备课程设计任务书课题名称课题名称950 120 kg/h 的箱式电阻炉设计完成时间完成时间指导教师指导教师职称职称学生姓名学生姓名班班 级级总体设计要求和技术要点总体设计要求和技术要点总体设计要求：1.通过设计，培养学生具有初步的设计思想和分析问题、解决问题的能力，了解设计的一般方法和步骤。2.初步培养学生的设计基本技能，如炉型的选择、结构尺寸设计计算、绘图、查阅手册和设计资料，熟悉标准和规范等。3.使学生掌握设计热处理设备的基本方法，能结合工程实际，选择并设计常用热处理设备，培养学生对工程技术问题的严肃认真和负责的态度。设计一台热处理箱式电阻炉，其技术要点为：1.用途：中碳钢、低合金
2、钢毛坯或零件的淬火、正火、调质处理及回火。2.工件：中小型零件，无定型产品，处理批量为多品种，小批量；3.最高工作温度： 950 ；4.生产率： 120 kg/h ；5.生产特点：周期式成批装料，长时间连续生产。工作内容及时间进度安排工作内容及时间进度安排1.热处理设备设计准备 0.5 天2.箱式电阻炉结构尺寸计算、选择炉体材料、计算分配电阻炉加热功率 0.5 天3.计算电热元件尺寸、进行结构设计 0.5 天3.核算设备技术经济指标 0.5 天4.绘制电阻炉总图、电热元件零件图 1.0 天5.编写设计说明书、使用说明书 0.5 天6.设计总结 0.5 天7.答辨 1.0 天课程设计成果课程设计
3、成果1、设计说明书：设计说明书是存档文件，是设计的理论计算依据。说明书的格式如下：（1）统一模板，正规书写；（2）说明书的内容及计算说明项目：（a） 、对设计课题的分析；（b） 、设计计算过程；（c） 、炉子技术指标；（d） 、参考文献。2、设计图纸：（1)电阻炉总图一张（A3） ，要求如下：（a） 、图面清晰，比例正确；（b） 、尺寸及其标注方法正确；（c） 、视图、剖视图完整正确；（d） 、注出必要的技术条件。 （2）零件图 3张：电热元件零件图，炉门图，炉衬图（A4） 。3、使用说明书：电阻炉的技术规范及注意事项等。前 言1、 本设计的目的本设计的目的设计950 120kg/h 的箱式电
4、阻炉设计2 2、本设计的技术要求本设计的技术要求1.设计一台高温电阻炉，其技术条件为：2.用途：中碳钢、低合金钢毛坯或零件的淬火、正火、调质处理及回火。3.工件：中小型零件，无定型产品，处理批量为多品种，小批量；4.最高工作温度：950；5.生产率：120kg/h；6.生产特点：周期式成批装料，长时间连续生产。设计设计说明说明1 1、确定炉体结构和尺寸确定炉体结构和尺寸1. 炉底面积的确定炉底面积的确定因无定型产品，故不能使用实际排料法确定炉底面积，只能用加热能力指标法。炉子 的生产率为 P=120kg/h，由表 5-1 取箱式炉用于正火和淬火时的单位面积生产率 P0为 120kg/(m2h)
5、。故可求的炉底的有效面积F1=P/P0=1 m2由于有效面积与炉底总面积存在关系式 F/F0=0.780.85，取系数上限，得炉底实际面 积F=F1/0.8=1.25 m22. 确定炉膛尺寸确定炉膛尺寸由于热处理箱式电阻炉设计时应考虑装、出料方便取 L/B=2：1 因此，可求的：L=1.58 m5 . 0/FB=L/2=0.79 m查附表 5，根据标准砖尺寸，为便于砌砖，取L=1.509m B=0.74m 3. 炉膛高度确定炉膛高度确定 按统计资料，炉膛高度 H 与宽度 B 之比 H/B 通常在 0.50.9 之间，根据炉子的工作 条件，取 H/B=0.8 左右。则 H=0.640 m 可以确
6、定炉膛尺寸如下L=(230+2)6+(2300.5+2)=1509mmB=(120+2)4+(40+2)6=740mmH=(65+2)9+37=640mm 确定为避免工件与炉内壁或电热元件砖相碰撞，应使工件与炉膛内壁之间有一定 空间，确定工作室有效尺寸为 L效=1400 mm B效=600 mm H效=500 mm4. 炉衬材料及厚度的确定炉衬材料及厚度的确定（查附表（查附表 3）由于侧墙、前墙及后墙的工作条件相似，采用相同炉衬结构，即 113mmQN1.0 轻 质耐火粘土砖50mm 密度为 250kg/m3的普通硅酸铝纤维毡113mmB 级硅藻土砖。炉顶采用 113mmQN1.0 轻质粘土砖
7、80mm 密度为 250kg/ m3的普通硅酸铝纤维 毡115mm 膨胀珍珠岩。炉底采用三层 QN1.0 轻质粘土砖（673）mm50mm 的普通硅酸铝纤维毡 182mmB 级硅藻土砖和膨胀珍珠岩复合炉衬。炉门用 65mm QN1.0 轻质粘土砖80mm 密度为 250kg/m3的普通硅酸铝纤维毡 65mmA 级硅藻土砖。炉底隔砖采用重质粘土砖（N2-35） ，电热元件搁砖选用重质高铝砖。炉底板材料选用 CrMnN 耐热钢，根据炉底实际尺寸给出，分三块或四块， 厚 20mm。2 2、 砌体平均表面积计算砌体平均表面积计算1. 砌体外廓尺寸砌体外廓尺寸 L外L+2(115+80+115)=212
8、9mmB外B+2(115+80+115)=1360mmH外H+f+(115+80+115)+674+50+182=1549mmf 为拱顶高度，此炉子采用 60标准拱顶，取拱弧半径 RB，则 f 可由 fR（1cos30） 求得。2. 炉顶平均面积炉顶平均面积F顶内L1.509 =1.169 m2 R 674. 014. 32F顶外B外L外1.362.129=2.895 m2F顶均1.84m2件件件件F F3. 炉墙平均面积炉墙平均面积炉墙面积包括侧墙及前后墙，为简化计算将炉门包括在前墙内。 F墙内2LH2BH2H（LB）20.64(1.509+0.74)=2.879m2 F墙外2H外(L外B外
9、)21.549(2.129+1.36)=10.809m2F墙均5.578m2件件件件F F4. 炉底平均面积炉底平均面积F底内BL0.741.5091.17m2 F底外B外L外1.362.129=2.90m2F底均1.84m2件件件件F F3、 根据热平衡计算炉子功率根据热平衡计算炉子功率1.加热工件所需的热量加热工件所需的热量 Q件件查附表 6 得，工件在 950及 20时比热容分别为 c件 20.636kJ/(kg)，c件10.486kJ/(kg)Q件p(c件 2t1c件 1t0)120(0.6249500.48620)69969.6kJ/h2.通过炉衬的散热损失通过炉衬的散热损失 Q散散
10、1 F壁=2(LH)+(LB)+2(BH)+23.14B1/6L=3.12m2由经验公式可知：P安=C-0.5升F0.9(t/1000)1.55取式中系数 C=30(kMh0.5)/(m1.81.55),空炉生温时间假定为 升=4h，炉温t=950。所以 304-0.53.120.9（950/1000）1.55= P安解得，P=38.364kW 暂取 P安=40kW2 由于炉子侧壁和前后墙炉衬结构相似，故作统一数据处 理，为简化计算，将炉包括在前墙内。根据式 Q散 niiii Fs11n1t -t对于炉墙散热，首先假定界面上的温度及炉壳温度，t2 墙800，t3 墙450，t4 墙65则耐火层
11、 s1的平均温度 ts1 均875，硅酸铝纤维层 s2的平均温度 ts2 均2760950625，硅藻土砖层 s3的平均温度 ts3 均257.5，s1、s32450800 265450层炉衬的热导率由附表 3 得10.29+0.25610-3ts1 均0.465W/(m)30.131+0.2310-3ts3 均0.19W/(m)普通硅酸铝纤维的热导率由附表 4 查得，在与给定温度相差较小范围内近似认为其 热导率与温度成线性关系，由 ts2 均625，得20.318W/(m)当炉壳温度为 65，室温为 20时，由附表 2 近似计算得 12.50 W/(m)1)根据图 5-9 炉墙结构图求热流q
12、墙617.9W/ m23121231gatt sss a2)验算交界面上的温度 t2 墙，t3 墙t2 墙=t1q墙801.7 s2.12%ttt22件件件件5%，满足设计要求，不需重算。t3 墙=t2 墙q墙443.3 s1.49%ttt33件件件件5%，满足设计要求，不需重算。3)验算炉壳温度 t4 墙t4 墙=t3 墙q墙69.570 s满足一般热处理电阻炉表面升温50的要求。4)计算炉墙散热损失Q墙散q墙F墙均617.95.5783446.6W同理可以求得t2 顶=646.9, t3 顶=296.9, t4 顶=55.63, q顶419.6 W/ m2t2 底=618.4, t3 底=
13、446.7, t4 底=44.3, q底301.5 W/ m2炉顶通过炉衬散热Q顶散q顶F顶均772 W炉底通过炉衬散热Q底散q底F底均554.76 W整个炉体散热损失Q散Q墙散Q顶散Q底散4773.36 W3. 开启炉门的辐射热损失开启炉门的辐射热损失设装出料所需时间为每小时 6 分钟Q辐3.65.675Ft（）4（）4Tg Ta因为 Tg9502731223K，Ta20273293K，由于正常工作时，炉门开启高度为炉膛高度的一半，故炉门开启面积 FB0.740.237 m2H 264. 0炉门开启率 t0.1由于炉门开启后，辐射口为矩形，且与 B 之比为 0.43，炉门开启高度与炉墙厚度之
14、比H为1.03，由图 114 第 1 条线查得 0.6，故31. 032. 0Q辐3.65.675Ft（）4（）4Tg Ta3.65.6750.1170.10.6（）4（）41001223 3198kJ/h4.开启炉门溢气热损失开启炉门溢气热损失溢气热损失由下式得Q吸qvaaca(tgta) t其中，qva1997B19970.740.32=267.5 m3/hH H32. 0冷空气密度 a1.29kg/ m3,由附表 10 得 ca1.342kJ/( m3),ta=20, tg为溢气温度，近似认为 tgta(tg-ta) 20(950-20)=640 Q溢qvaaca(tgta) t267.51.291.342(95020)0.143067 kJ/h5.其它热损失其它热损失其它热损失约为上述热损失之和的 10%20%，故Q 它0.1
