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1、第二章 电阻炉电阻炉是最主要的、应用最广的热处理设备电阻炉是最主要的、应用最广的热处理设备优点：优点：1)控温精度和自动化程度很高，准确度可达控温精度和自动化程度很高，准确度可达15；2)炉温均匀性好，波动范围小，可控制在炉温均匀性好，波动范围小，可控制在35；3)热效率高，可达热效率高，可达45%80%(煤气炉煤气炉25%)；4)便于采用可控气氛；便于采用可控气氛；5)结构简单紧凑，体积小，便于组成流水线生产；结构简单紧凑，体积小，便于组成流水线生产；6)其生产和热处理工艺的机械化、自动化、生产效率其生产和热处理工艺的机械化、自动化、生产效率和生产质量高，劳动条件好，对环境污染较小。和生产质
2、量高，劳动条件好，对环境污染较小。2.1热处理炉的基本类型热处理炉的基本类型一一周期作业炉周期作业炉（一）周期作业炉（一）周期作业炉（二）（二）分类分类（1）通用性周期作业炉）通用性周期作业炉（2）处理大尺寸工件的周期作业炉）处理大尺寸工件的周期作业炉（3）处理小尺寸工件的周期作业炉）处理小尺寸工件的周期作业炉（4）周期作业化学热处理炉）周期作业化学热处理炉二二连续作业热处理炉连续作业热处理炉三三可控气氛热处理炉可控气氛热处理炉四四真空热处理炉真空热处理炉五五新型炉子及其特点新型炉子及其特点（一）周期作业炉（一）周期作业炉将一批工件装入炉内，经加热保温后取出，将一批工件装入炉内，经加热保温后取
3、出，再进行下批工件加热的炉子。再进行下批工件加热的炉子。特点：特点：（1）通用性强，可适应多种工艺要求，应用）通用性强，可适应多种工艺要求，应用广泛广泛（2）生产和热效率低，工件温度均匀性较差，）生产和热效率低，工件温度均匀性较差，工艺过程不易控制，产品质量稳定性差。工艺过程不易控制，产品质量稳定性差。（二）、分类（二）、分类（1）通用性周期作业热处理炉）通用性周期作业热处理炉可分为两大系列：可分为两大系列：（i）Rx系列间接加热箱式电阻炉系列间接加热箱式电阻炉（ii）RJ系列化列间接加热井式电阻炉系列化列间接加热井式电阻炉特点：特点：进炉、出炉都手工操作，工作条件差进炉、出炉都手工操作，工作
4、条件差间接加热箱间接加热箱式电阻炉式电阻炉井式电阻炉井式电阻炉 （i）Rx系列间接加热箱式电阻炉系列间接加热箱式电阻炉a、高温箱式电阻炉：、高温箱式电阻炉：最高温度最高温度1300，SiC棒作电热元件。棒作电热元件。特点：特点：、电热元件直接布置在炉膛、电热元件直接布置在炉膛两侧两侧，且不遮，且不遮蔽，蔽，极少布置于炉顶和炉底，极少布置于炉顶和炉底，工件加热依靠工件加热依靠热辐射。热辐射。、砌筑材料要求高，高铝砖或、砌筑材料要求高，高铝砖或SiC制品。制品。目前生产的这类高温箱式电阻炉，配置炉罐、目前生产的这类高温箱式电阻炉，配置炉罐、滴注式保护气氛，可实现少氧化或无氧化、滴注式保护气氛，可实
5、现少氧化或无氧化、无脱碳加热。无脱碳加热。（i）Rx系列间接加热箱式电阻炉系列间接加热箱式电阻炉b、中温箱式电阻炉：、中温箱式电阻炉：额定温度额定温度950，合，合金电热元件金电热元件Ni-Cr。特点：。特点：1）电热元件布置在炉子侧壁和炉顶，依靠）电热元件布置在炉子侧壁和炉顶，依靠辐射加热工件。辐射加热工件。2）炉衬炉衬采用密度不超过采用密度不超过1.0g/cm3的轻质耐的轻质耐火粘土砖砌成，火粘土砖砌成，保温层保温层采用珍珠岩保温砖采用珍珠岩保温砖并填以蛭石粉、膨胀珍珠岩颗粒等材料。并填以蛭石粉、膨胀珍珠岩颗粒等材料。（i）Rx系列间接加热箱式电阻炉系列间接加热箱式电阻炉b、中温箱式电阻炉
6、：、中温箱式电阻炉：额定温度额定温度950，合金电热，合金电热元件元件Ni-Cr。特点：。特点：3）在耐火层和保温层间夹以硅酸铝耐火纤维作为）在耐火层和保温层间夹以硅酸铝耐火纤维作为炉衬。炉衬。作用：炉衬变薄、重量减轻、炉衬蓄热量减少、作用：炉衬变薄、重量减轻、炉衬蓄热量减少、热损失减少、降低炉子空载功率并缩短升温时间。热损失减少、降低炉子空载功率并缩短升温时间。4）较大的炉子采用温度分区控制，增进温度均匀）较大的炉子采用温度分区控制，增进温度均匀性，性，还可设置风扇，以加快传热速度。还可设置风扇，以加快传热速度。5）炉底电热元件上方敷盖耐热钢制炉底板，其材）炉底电热元件上方敷盖耐热钢制炉底板
7、，其材料以铬锰氮居多。料以铬锰氮居多。（i）Rx系列间接加热箱式电阻炉系列间接加热箱式电阻炉c、低温箱式电阻炉：、低温箱式电阻炉：3mm时，螺旋直径时，螺旋直径D与与d的关系见表。的关系见表。项目项目铁铬铝电热元件铁铬铝电热元件铬镍电热元件铬镍电热元件工作温度工作温度/1000950750950750螺旋直径螺旋直径D/mm(46)d(68)d (56)d (68)d(812)d线状电热元件的螺旋直径线状电热元件的螺旋直径D螺旋节距螺旋节距h：h=（2-4）d元件螺旋柱长度元件螺旋柱长度L柱柱可由下式确定：可由下式确定：六、电热元件的安装1.1.电热元件的安装方式电热元件的安装方式 应有利于提
8、高炉子的加热能力，元件的使用寿命并便于炉子的应有利于提高炉子的加热能力，元件的使用寿命并便于炉子的操作和电热元件的维修。操作和电热元件的维修。线状电热元件在炉内的安装方式线状电热元件在炉内的安装方式a)a)侧墙安装法侧墙安装法b)b)炉底安装法炉底安装法c)c)炉顶安装法线状炉顶安装法线状六、电热元件的安装带状电热元件在炉内的安装方式带状电热元件在炉内的安装方式2.2.电热元件引出端的结构电热元件引出端的结构通过通过引出棒引出棒穿过炉墙引出穿过炉墙引出（1 1）引出棒的材料一般为不锈钢，与电热元件端部焊接在一起。）引出棒的材料一般为不锈钢，与电热元件端部焊接在一起。（2 2）截面积应为元件截面
9、积的三倍以上：防止引出棒温度过高。）截面积应为元件截面积的三倍以上：防止引出棒温度过高。（3 3）电热元件引出端应与金属壳绝缘。）电热元件引出端应与金属壳绝缘。（4 4）应保证炉体密封和拆装方便。）应保证炉体密封和拆装方便。3.3.电热元件的焊接电热元件的焊接 电热元件之间、电热元件与引出棒之间采用电热元件之间、电热元件与引出棒之间采用直接焊接连接直接焊接连接。铁铬铝合金：焊接性较差，焊接时易形成不易消除的粗大晶粒，因此，铁铬铝合金：焊接性较差，焊接时易形成不易消除的粗大晶粒，因此，要快速焊接，以限制受热范围及过热程度，一般采用电弧焊，最好采要快速焊接，以限制受热范围及过热程度，一般采用电弧焊
10、，最好采用氩弧焊。用氩弧焊。镍铬合金：焊接性能好，可采用电弧焊或氧乙炔焊，焊接时所用焊条镍铬合金：焊接性能好，可采用电弧焊或氧乙炔焊，焊接时所用焊条应与电热元件材料相同，但对铁铬铝合金元件，炉温低于应与电热元件材料相同，但对铁铬铝合金元件，炉温低于950950时，时，可用镍铬合金焊条。可用镍铬合金焊条。a，b)线状铁铬铝元件间的焊接线状铁铬铝元件间的焊接c）线状镍铬元件之间的焊接）线状镍铬元件之间的焊接d)带状铁铬铝和镍铬元件间的焊接带状铁铬铝和镍铬元件间的焊接 电热元件与引出棒的焊接与引出棒的材料有关。电热元件与引出棒的焊接与引出棒的材料有关。当采用不锈钢材料的引出棒时：当采用不锈钢材料的引
11、出棒时：线状铁铬铝元件与引出棒一般采用线状铁铬铝元件与引出棒一般采用钻孔焊，钻孔焊，也可采用也可采用铣槽焊铣槽焊，图，图2-222-22 ；带状铁铬铝元件与引出棒之间的焊接一般采用带状铁铬铝元件与引出棒之间的焊接一般采用铣槽焊铣槽焊线状及带状镍铬元件与引出棒多采用线状及带状镍铬元件与引出棒多采用搭焊搭焊。为保证焊接区电热元件强度，搭焊时端部应留有为保证焊接区电热元件强度，搭焊时端部应留有5 510 mm10 mm的不焊接区的不焊接区设计一台箱式中温电阻炉，已知：设计一台箱式中温电阻炉，已知：1）工件的材料及类型：碳钢及低合金钢的）工件的材料及类型：碳钢及低合金钢的中小型毛坯或工件。中小型毛坯或工件。2）热处理工艺：淬火，正火及调质。）热处理工艺：淬火，正火及调质。3）实际生产率：）实际生产率：G=170Kg/h。4）最高工作温度：）最高工作温度：9505）生产特点：周期式成批装料，长时间连）生产特点：周期式成批装料，长时间连续生产，处理批量为多品种小批量。续生产，处理批量为多品种小批量。步骤一：炉膛尺寸的确定步骤一：炉膛尺寸的确定步骤二：炉衬材料及尺寸的确定步骤二：炉衬材料及尺寸的确定步骤三：功率的确定步骤三：功率的确定步骤四：功率分布与接线方法步骤四：功率分布与接线方法步骤五：金属电热元件的计算步骤五：金属电热元件的计算步骤六：电热元件的安装尺寸步骤六：电热元件的安装尺寸
