熱工過程與設備課程設計-箱式熱處理電阻爐設計

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1、遼寧工業(yè)大學熱工過程與設備課程設計（說明書）題目：箱式熱處理電阻爐設計院（系）：新能源學院專業(yè)班級：材料科學與工程141學號：姓名：指導教師：起止時間：2015-12-21~2016-01-03課程設計任務及評語院（系）：新能源學院　　　　　　　教研室：材料教研室學號姓名專業(yè)班級材料科學與工程141課程設計題目箱式熱處理電阻爐的設計生產(chǎn)率330kg/h，額定工作溫度600℃，爐底強度115kg/m·h；爐底強度系數(shù)0.85；纖維氈保溫材料課程設計（論文）要求與任務(1)爐型的選擇(2)確定爐體結(jié)構(gòu)與尺寸(3)計算砌體平均表面積

2、(4)計算加熱爐功率(5)計算爐子熱效率(6)計算爐子空載功率(7)計算空爐升溫時間(8)功率分配與接線(9)電熱元件材料選擇與計算(11)電熱體元件圖(12)電阻爐裝配圖(13)爐子技術(shù)性能指標(14)參考文獻時間安排（1）布置設計任務，設計方案討論、選擇爐型1天（2）爐膛尺寸、爐體結(jié)構(gòu)和尺寸、繪制爐襯示意圖。2天（3）爐子的加熱功率、熱效率、空爐升溫時間。2天（4）功率的分配；電熱元件尺寸、布置，繪制電熱元件示意圖。1天（5）繪制電熱元件布置圖和電阻爐裝配示意圖。1天（6）撰寫、編輯、排版、修改設計說明書。4天（7）考核、

3、答辯。1天指導教師評語及成績成績：指導教師簽字：學生簽字：年月日遼寧工業(yè)大學課程設計說明書目錄1爐型的選擇12爐體結(jié)構(gòu)及尺寸12.1爐底面積的確定12.2爐膛尺寸的確定12.3爐襯材料及厚度的確定23砌體平均表面積計算34爐子功率45爐子熱效率計算76爐子空載功率計算87空爐升溫時間計算88功率的分配與接線99電熱元件材料選擇及計算910電熱體元件圖111電阻爐裝配圖212電阻爐技術(shù)指標3參考文獻44遼寧工業(yè)大學課程設計說明書設計任務：為某廠設計一臺箱式熱處理電阻爐，其技術(shù)條件為：(1)用途：碳鋼、合金鋼毛坯或零件的正火、淬火

4、，處理對象為中、小型零件、非長桿類零件，無定型產(chǎn)品，小批量，多品種。(2)生產(chǎn)率：330kg/h。(3)額定工作溫度：600℃。(4)生產(chǎn)特點：周期式成批裝料，長時間連續(xù)生產(chǎn)。1爐型的選擇根據(jù)給定的技術(shù)要求選取低溫箱式爐，箱式爐結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，容易準確控制溫度，爐膛溫度分布均勻，故設計額定溫度（最高使用溫度）600℃，為低溫回火爐類熱處理爐。2爐體結(jié)構(gòu)及尺寸爐體結(jié)構(gòu)尺寸根據(jù)工件的形狀，尺寸，裝爐量以及爐子生產(chǎn)率來決定。同時考慮到爐子的傳熱特點、檢修和裝出料方便。在保證爐子生產(chǎn)率的情況下，盡量減小爐膛尺寸以降低能量消耗。2.

5、1爐底面積的確定根據(jù)爐底強度指標計算爐底面積。因為零件產(chǎn)品為無定型產(chǎn)品，故不能用爐子一次裝料量確定爐底面積，只能用爐底強度指標法。根據(jù)已知的生產(chǎn)率p為280kg/h，爐底強度h為110kg/m2·h，故可求得爐底有效面積F1=p/h=330/115=2.87m2式中F1–爐底有效面積，2.87m2；p–爐子生產(chǎn)率，330kg/h；h–爐底強度，115kg/（m·h）。因為有效面積與爐底實際面積存在關系式K=F1/F=0.85，得爐底實際面積F=F1/0.85=2.87/0.85=3.38m22.2爐膛尺寸的確定對于箱式熱處理電

6、阻爐，爐底長度與寬度之比約為3:2，所以由爐底長度公式L=可知L==2.25m由爐底寬度公式4遼寧工業(yè)大學課程設計說明書B=得B==1.5m根據(jù)爐膛高度H與寬度B之比H/B=0.8，可以知道H=1.5×0.8=1.2m。因此，可以確定爐膛尺寸如下L=2250mmB=1500mmH=1200mm2.3爐襯材料及厚度的確定低溫箱式爐爐墻選取一層材料，為耐火纖維氈。耐火纖維氈，密度0.1g/cm2，導熱系數(shù)λ=0.116。襯包括爐墻、爐底和爐頂三部分。依次計算爐墻，爐底，爐頂。1.爐墻對于爐溫在小于等于600℃的電阻爐，可用耐火纖維

7、氈做砌體。根據(jù)經(jīng)驗，初步選取厚度為200mm。爐墻內(nèi)表面溫度t0即為爐子的額定工作溫度600℃。爐殼溫度t1為20℃，空氣溫度t2為50℃，即t0=600℃，t1=20℃，t2=50℃則有：耐火纖維氈層S的平均溫度為：t均===310℃，λ=0.116[W/(m·℃)](1)熱流qq墻===327（W/m2）（2）計算交界面上的溫度t1由t1'=t0–qS/λ得t1'=600–327×0.2/0.116=36.2℃驗算界面溫度（t1'–t1）/t1'=（50–36.2）/36.2=27.6%<30%，結(jié)果合理，不需要重新假設界

8、面溫度。2.爐底4遼寧工業(yè)大學課程設計說明書爐底在高溫下承受工件的壓力，裝出料時常受到工件的沖擊或磨損，因此，要求有較高的耐壓強度，砌層厚度也要求比爐墻厚一些。一般電阻爐的爐底結(jié)構(gòu)是在爐底鋼板上用硅藻土砌成方格子做支撐，格子內(nèi)再填充蛭石粉，上面在鋪幾層硅藻土或輕質(zhì)磚，再往上為