箱式熱處理電阻爐設(shè)計(jì)--熱工過程與設(shè)備課程設(shè)計(jì)

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1、遼寧工業(yè)大學(xué)熱工過程與設(shè)備課程設(shè)計(jì)（說明書）題目：箱式熱處理電阻爐設(shè)計(jì)院（系）：新能源學(xué)院專業(yè)班級(jí)：材料科學(xué)與工程141學(xué)號(hào)：141609012姓名：周顯楠指導(dǎo)教師：劉秉余起止時(shí)間：2015-12-21~2016-01-03課程設(shè)計(jì)任務(wù)及評(píng)語院（系）：新能源學(xué)院　　　　　　　教研室：材料教研室學(xué)號(hào)141609012姓名周顯楠專業(yè)班級(jí)材料科學(xué)與工程141課程設(shè)計(jì)題目箱式熱處理電阻爐的設(shè)計(jì)生產(chǎn)率330kg/h，額定工作溫度600℃，爐底強(qiáng)度115kg/m·h；爐底強(qiáng)度系數(shù)0.85；纖維氈保溫材料課程設(shè)計(jì)（論文）要求與任務(wù)(1)爐型的選擇(2

2、)確定爐體結(jié)構(gòu)與尺寸(3)計(jì)算砌體平均表面積(4)計(jì)算加熱爐功率(5)計(jì)算爐子熱效率(6)計(jì)算爐子空載功率(7)計(jì)算空爐升溫時(shí)間(8)功率分配與接線(9)電熱元件材料選擇與計(jì)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(biāo)(14)參考文獻(xiàn)時(shí)間安排（1）布置設(shè)計(jì)任務(wù)，設(shè)計(jì)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(shí)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

3、、修改設(shè)計(jì)說明書。4天（7）考核、答辯。1天指導(dǎo)教師評(píng)語及成績成績：指導(dǎo)教師簽字：學(xué)生簽字：年月日目錄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(jì)算34爐子功率45爐子熱效率計(jì)算76爐子空載功率計(jì)算87空爐升溫時(shí)間計(jì)算88功率的分配與接線99電熱元件材料選擇及計(jì)算910電熱體元件圖111電阻爐裝配圖212電阻爐技術(shù)指標(biāo)3參考文獻(xiàn)4設(shè)計(jì)任務(wù)：為某廠設(shè)計(jì)一臺(tái)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，處理對(duì)象為中、小型零件、非長

4、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(diǎn)：周期式成批裝料，長時(shí)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(zhǔn)確控制溫度，爐膛溫度分布均勻，故設(shè)計(jì)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(shí)考慮到爐子的傳熱特點(diǎn)、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。2.1爐底面積的確定根據(jù)爐底強(qiáng)度指標(biāo)計(jì)算爐底

5、面積。因?yàn)榱慵a(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(qiáng)度指標(biāo)法。根據(jù)已知的生產(chǎn)率p為280kg/h，爐底強(qiáng)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(qiáng)度，115kg/（m·h）。因?yàn)橛行娣e與爐底實(shí)際面積存在關(guān)系式K=F1/F=0.85，得爐底實(shí)際面積F=F1/0.85=2.87/0.85=3.38m22.2爐膛尺寸的確定對(duì)于箱式熱處理電阻爐，爐底長度與寬度之比約為3:2，所以由爐底長度

6、公式L=可知L==2.25m由爐底寬度公式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(dǎo)熱系數(shù)λ=0.116。襯包括爐墻、爐底和爐頂三部分。依次計(jì)算爐墻，爐底，爐頂。1.爐墻對(duì)于爐溫在小于等于600℃的電阻爐，可用耐火纖維氈做砌體。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，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6

7、00℃。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(jì)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(yàn)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(shè)界面溫度。2.爐底爐底在高溫下承受工件的壓力，裝出料時(shí)常受到工件的沖擊或磨損，因此，要求有較高的耐壓

8、強(qiáng)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，再往上為耐火磚。3.爐頂由于側(cè)墻、前墻及后墻以及爐頂?shù)墓ぷ鳁l件相