箱式電阻爐課程設(shè)計(jì)

1、一、設(shè)計(jì)任務(wù)書 一、設(shè)計(jì)任務(wù)書題目：設(shè)計(jì)一臺中溫箱式熱處理電阻爐；爐子用途：中小型零件的熱處理；材料及熱處理工藝：中碳鋼毛坯或零件的淬火、正火及調(diào)制處理；生產(chǎn)率：160 kg/h；生產(chǎn)要求：無定型產(chǎn)品，小批量多品種，周期式成批裝料，長時間連續(xù)生產(chǎn)；要求：完整的設(shè)計(jì)計(jì)算書一份和爐子總圖一張。二、爐型的選擇 二、爐型的選擇根據(jù)生產(chǎn)特點(diǎn)，擬選用中溫箱式熱處理電阻爐，最高使用溫度 ，不通保護(hù)氣氛。 950℃三、確定爐體結(jié)構(gòu)及尺寸 三、確定爐體結(jié)

2、構(gòu)及尺寸1.爐底面積的確定因無定型產(chǎn)品，故不能用實(shí)際排料法確定爐底面積，只能用加熱能力指標(biāo)法。已知生產(chǎn)率 p 為 160 kg/h，按照教材表 5-1 選擇箱式爐用于正火和淬火時的單位面積生產(chǎn)率 p0 為120 kg/(m2﹒h)，故可求得爐底有效面積：F1 =PP0=160120 = 1.33 m2由于有效面積與爐底總面積存在關(guān)系式 ，取系數(shù)上限，得爐底實(shí)際面 F1 F = 0.75~0.85積：F =F10.85 =1.330.85

3、 = 1.57 m22.爐底長度和寬度的確定由于熱處理箱式電阻爐設(shè)計(jì)時應(yīng)考慮出料方便，取 ，因此，可求得： L B = 2L = F 0.5 = 1.57 0.5 = 1.772 mB = L 2 = 1.772 2 = 0.886 m根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)磚尺寸，為便于砌磚，取 ，如總圖所示。 L = 1.741 m，B = 0.869 m3.爐膛高度的確定按照統(tǒng)計(jì)資料，爐膛高度 與寬度 之比 通常在 之間，根據(jù)爐子工作條件，取 H B H B 0

4、.5~0.9。 H B = 0.64Om因此，確定爐膛尺寸如下：長 L = (230 + 2) × 7 + (230 ×12 + 2) = 1741 m寬 B = (120 + 2) × 4 + (65 + 2) + (40 + 2) × 2 + (113 + 2) × 2 = 869 mm高 H = (65 + 2) × 9 + 37 = 640 mm為避免工件與爐內(nèi)壁

5、或電熱元件擱磚相碰撞，應(yīng)使工件與爐膛內(nèi)壁之間有一定的空間，確定工作室有效尺寸為：L效 = 1500 mmB效 = 700 mmH效 = 500 mm4.爐襯材料及厚度的確定由于側(cè)墻、前墻及后墻的工作條件相似，采用相同爐襯結(jié)構(gòu)，即 輕質(zhì)粘 113mm QN ? 0.8土磚，密度為 的普通硅酸鋁纖維氈， 級硅藻土磚。 + 80 mm 250 kg m3 + 113mm B爐頂采用 輕質(zhì)粘土磚， 密度為 的普通硅酸鋁纖維 113 mmQN ?

6、 1.0 + 80 mm 250 kg m3氈， 膨脹珍珠巖 。 + 115 mm爐底采用三層 輕質(zhì)粘土磚 ， 密度為 的普通硅 QN ? 1.0 （67 × 3）mm + 50 mm 250 kg m3取式中系數(shù) ，空爐升溫時間假定為 ，爐溫 C = 30[(kW ? h0.5) (m1.8 ? ℃1.55)] τ升 = 4h，爐膛面積 t = 950℃F 避 = 2 × (1.741 × 0.640)

7、+ 2 × （0.869 × 0.640） + 1.741 × 0.869+ 2 × 3.14 × 0.869 ×60°360° × 1.741= 6.440 m2所以P安 = Cτ ? 0.5升 F0.9（t1000）1.55= 30 × 4 ? 0.5 × 6.440.9 × (9501000)1.55= 74.1

8、 kW由經(jīng)驗(yàn)公式法計(jì)算得P安 ≈ 75 kW2.根據(jù)熱平衡計(jì)算爐子功率（1）加熱工件所需的熱量Q件 由教材附表 6 得，工件在 及 時比熱容分別為 ， 950℃ 20℃ c件2 = 0.548 kJ (kg ? ℃) c件1，根據(jù)式 = 0.486 kJ (kg ? ℃) (5 ? 1)Q件 = p(c件2t1 ? c件1t0)= 160 × (0.548 × 950 ? 0.486 × 20)= 8174

9、0.8 kJ h（2）通過爐襯的散熱損失的熱量Q散 I.爐墻的散熱損失由于爐子側(cè)壁和前后墻爐襯結(jié)構(gòu)相似，故作統(tǒng)一數(shù)據(jù)處理，為簡化計(jì)算，將爐門包括在前墻內(nèi)。根據(jù)式（1 ? 15）Q散 =t1 ? tn + 1n ∑i = 1siλiFi對于爐墻散熱，如圖 所示，首先假定界面上的溫度及爐殼溫度， ， 1 ? 1 t ‘ 2墻 = 800℃ t ’ 3墻， ，則 = 450℃ t ‘ 4墻 = 65℃耐火層 的平均溫度 ，硅酸鋁 s1 ts1