设炉内壁温度为t1；外壁温度为t2＝70℃；室温ta=20℃； 则通过1m2炉壁的热流密度为（参见附表8）：
qt2ta 702064.15 (wh)
1
1
12.83
2.30106 (J m2h)
a）当采用单层炉衬，厚度为：
(t1t2)
q
b) 当采用双层炉衬结构时，一般需选定耐火层的厚度，求出 接触面温度，然后在求出另一层的厚度。
对产量不大、品种多、工艺变化大的，则可考 虑使用箱式炉或箱式多用炉。
4、劳动条件
所选炉型应尽可能改善劳动条件及工作环境，提高机 械化和自动化水平，并防止污染。
5、炉子性能
炉温均匀性、准确性、控制精度以及升降温速度、能 耗指标等。
6、所采用的能源、气氛和淬火介质的物质条 件和操作人员的技能
7、其它
车间厂房结构、地基、炉子建造维修、维护、投资等。
（2）加热能力指标法
当工件加热周期和装炉量不明确时，炉 底面积可根据炉底单位面积生产率p0来计 算。
炉底单位面积生产率：炉子在单位时间 内单位炉底面积所能加热的金属重量。
教材p67页表4—2所示的不同工艺、不同 炉型的单位面积炉底生产率。
经验计算方法：
2、炉膛高度
炉腔高度：炉底面至炉顶拱角的距离。
炉膛砌砖体内腔尺寸B×L×H；
1、炉底面积
一般原则：
工件与电热元件或工件与炉膛前、后壁之 间应保持一定距离；
（原因：防止工件装、出料时碰撞电热元件和保证工件温度 的均匀性，一般为0.1－0.15m）
B一般为L的一半左右（L≤2m），其余维持 在1/3－1/2。
(1)实际排料法
适用于生产批量不大，形状特殊的工件。
总之，应综合考虑各方面的因素，以“优质、高 效、低耗、清洁、灵活”为目标，切实满足热处 理生产的要求。
☆几种常见的炉型选用情况： 汽车齿轮等渗碳零件
大批量：推杆式渗碳炉及其组成的生产线； 中批量：转底式炉或密封箱式炉及其组成的生产线； 小批量：井式气体渗碳炉；
轴承零件
大批量：辊底式炉及其生产线； 中批量：震底炉或网带炉及其生产线； 小批量：我国常用盐炉；
设 选 定 的 耐 火 层 厚1度 ，为 则
q

t1 tx
1
1
;
1

a1
b1(t1
tx 2
)
;(附 表10）
故 ：tx a1
a12 2b1(q1 a1t1 0.5b1t1)
b1
因
此
：2＝（ 2 txqt2)；
2＝a2
b2 (tx
t2 2
)
C）当采用三层炉衬结构时，要先假设确定两层厚度后，再求
第三层。
§5－2 电阻炉的功率计算
热处理电阻炉功率的计算方法有热平衡计算法和经验计算 法两种。
一、热平衡计算法
热平衡计算法：根据炉子的输入总功率(收入项)应等于 各项能量消耗(支出项)总和的原则确定炉子功率的方法。
1．热处理电阻护的主要能量支出项
炉膛高度常决定于装料高度和电热元件的安装位置；
装料上方一般应保持200－300mm的空间。
对长周期作业的退火炉和渗碳炉，炉膛应高一些， 对短周期作业的淬火炉和正火炉以及强制气流循环 的炉子炉膛应低一些。
依统计资料，炉膛高度与宽度之比多数在0.5－0.9 的范围内变动．近年来有降低炉膛高度的趋势，对 上述比值常取中下限。
小型轴承钢球、滚子等则选用滚简式炉等。
2、技术要求和精度
加热温度、炉腔介质、冷却速度、冷却方式、 表面状态、允许变形量等；
例如：高合金钢模具淬火需要用高温炉；
精加工零件表面要求不氧化则需要保护气 氛炉、真空炉；
有表面硬度及化学热处理要求的则需渗碳、 渗氮炉等。
3、产量大小
生产量大、品种单一、工艺稳定情况下，可考 虑使用连续炉；
井式炉的炉膛尺寸通常按工件和夹具的实际布置情 况确定。工件之间的距离一般不少于其直径或厚度， 工件至电热元件的距离应保持在0.1－0.2m，至炉 底和炉顶的距离为0.15－0.25
炉壁
炉壁
3、炉顶
拱顶
3、炉顶
平顶
四、炉衬厚度计算
以炉外壁面温度为标准进行计算，一般要求 炉顶面和炉外侧墙温升不超过50－60℃。
推杆式炉
铝合金：强风循环箱式炉
二、炉膛尺寸的确定
★炉膛尺寸确定依据
工件的形状、尺寸、技术要求、装卸料方式、 操作方法和生产率；
考虑造成炉膛内良好的热交换条件，保证炉内 温度均匀性；
减少热损失和便于电热元件、炉内构件更换以 及炉子维修等。
★以箱式炉为例
炉膛尺寸包括炉膛有效尺寸（指装载工件的 尺寸B效×L效×H效）
第五章 热处理电阻炉的设计
★热处理电阻炉的设计是一项综合性的技术工作：
所需知识：炉子知识；热处理工艺；机械设计；电工 及温度控制等有关内容；
设计原则：密切结合生产实际，综合运用有关知识。
★设计准备：详尽收集有关原始资料：
包括：生产任务(公斤或件/小时或年)及作业制度(一、 二班或连续生产)；加热工件的材料、形状、尺寸 和重量；工件的热处理工艺规程和质量要求；电源 及车间厂房等条件；炉子的制造维修能力和投资金 额等。
滚珠，标准件：滚筒式连续炉及其生产线或间隙炉 长轴件
大批量：辊底式炉及其生产线 小批量：井式炉
大件及长板件
步进炉或台车炉
中小零件和标准件
铸链炉、网带炉、震底炉、真空炉、盐浴炉和箱式炉
钢丝
牵引式炉及其生产线
模具及刃具
真空炉、盐浴炉
钢带等退火件
罩式炉、井式炉、箱式炉
铸铁、铸钢退火、正火件
★热处理电阻炉的设计内容
(1)炉型的选择； (2)炉膛尺寸的确定； (3)炉体结构设计(包括炉衬、构架、炉门等)； (4)电阻炉功率的计算及功率分配； (5)电热元件材料的选择； (6)电热元件材料的设计计算； (7)炉用机械设备和电气、控温仪表的设计与选用； (8)技术经济指标的核算； (9)绘制炉子总图、砌体图、零部件图、安装图和
编制电炉使用说明书等随机技术文件。
§5－1 炉型的选择与炉膛尺寸的确定
一、炉型的选择
正确地选择炉型关键是：满足工艺及产量的要求；保证 炉型在技术上是先进的；保证经济上是合理的。
1、工件的特点：形状、尺寸、质量和材质
例如：细长轴类工件，为防止变形宜用井式炉； 大中型铸、锻毛坯件的退火、正火、回火等处理，则 宜用台车炉；