电阻炉计算例题.docx

电阻炉设计计算举例 设计任务 为某厂设计一台热处理电阻炉，其技术条件如下： 用途：中碳钢、低合金钢毛坯或零件的淬火、正火及调质处理，处理对象为中小型零件，无定型产品，处理批量为多品种，小批量； 生产率：160kg/h； 工作温度：最高使用温度≤950℃； 生产特点：周期式成批装料，长时间连续生产。二 炉型的选择 根据设计任务给出的生产特点，拟选用箱式热处理电阻炉，不通保护气氛。三 确定炉体结构和尺寸 炉底面积的确定 因无定型产品，故不能用实际排料法确定炉底面积，只能用加热能力指标法。一直生率 P 为 160kg/h，按表 1 选择箱式炉用于正火和淬火时的单位面积生产率 P0 为 120kg/(m2.h)。 表 1 故可求得炉底有效面积 F ? P ? 160 ? 1.33m 2 1 P 120 0 F 由于有效面积与炉底总面积存在关系式 F1 ? 0.75 ~ 0.85 ,取系数上限，得炉底实际面积 F F ? 1 1.33 ? ?1.57m ? ? 0.85 0.85 炉底长度和宽度的确定 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，因此，可求得 F / 0.51.57 / 0.5L ? ? F / 0.5 1.57 / 0.5 B=L/2=1.772/2=0.886m 根据标准砖尺寸，为便于砌砖，取 L=1.741m，B=0.869m，如图 5-8 所示。 炉膛高度的确定 按统计资料，炉膛高度H 与宽度 B 之比 H/B 通常在 0.5~0.9 之间，根据炉子工作条件，取 H/B=0.7 左右，根据标准砖尺寸，选定炉膛高度 H=0.640m。因此，确定炉膛尺寸如下 长 L=（230+2）×7+（230×1/2+2）=1741mm 宽 B=（120+2）×4+（65+2）+（40+2）×2+）（113+2）×2=869mm 高 H=（65+2）×9+37=640mm 60 为避免工件与炉内壁或电热元件搁砖相碰撞，应使工件与炉膛内壁之间有一定的空间，确定工作室有效尺寸为 L =1500mm 效 B =700mm 效 H =500mm 效 .4. 炉衬材料及厚度的确定 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 113mmQN-1.0 轻质粘土砖+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 113mmQN-1.0 轻质粘土砖+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 QN-1.0 轻质粘土砖（67×3）mm+50mm 密度为 250kg/m3 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 65mmQN-1.0 轻质粘土砖+80mm 密度为 250kg/m3 的普通硅酸铝纤维毡 +65mmA 及硅藻土砖。 炉底隔砖采用重质粘土砖，电热元件搁砖选用重质高铝砖。 炉底板材料选用 Cr-Mn-N 耐热钢，根据炉底实际尺寸给出，分三块或四块， 厚 20mm。 四 砌体平均表面积计算 砌体外廓尺寸如图 5-8 所示。 L =L+2×（115+50+115）=2300mm 外 B =B+2×（115+50+115）=1430mm 外 H =H+f+（115+80+115）+67×4+50+182=640+116+310+268+50+182=1566mm 外 式中：f——拱顶高度，此炉子采用 60°标准拱顶，取拱弧半径 R=B，则 f 可 由 f=R（1-cos30°）求得。 炉顶平均面积 61 2? R 2 ? 3.14 ? 0.869 F ? ? L ? ?1.741 ? 1.585m2 顶内 6 6 F ? F顶内 顶外1.585 F ? F 顶内 顶外 1.585? 3.318 顶均 ? 2.29m2 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 =2LH+2BH=2H(L+B)=2×0.640×（1.741+0.869）=3.341m2 墙内 F =2H 外 (L 外+B 外)=2×1.566×（2.300+1.430）=11.68m2 3.341? 3.341?11.68 F ? F墙内 墙外 F ? F 墙内 墙外 墙均 ? 6.25m2 炉底平均面积 F =B×L=0.869×1.741=1.51m2 底内 F =B F ? F ? F 底内 底外 ×L =1.430×2.300=3.36m2 1.51?3.36外 外 1.51?3.36 F 底均? ? ? 2.23m2 五、计算炉子功率 根据经验公式法计算炉子功率由式 P ? C? ?0.5 F 0（.9 安 升 t 1000 ）1.55 取式中系数 C ? 30 ?