12
p：炉子生产率；F1－有效面积；F－炉底总面积。
§5－1 炉型的选择和炉膛尺寸的确定
2、炉膛高度
炉膛高度与宽度之比多数在0.5-0.9范围内变动。 对于渗碳、退火等工艺周期长的炉子，装料多， 取上限；淬火、正火等工艺周期较短的炉子，装 料相对少一些，取下限 。
1.13
§5－1 炉型的选择和炉膛尺寸的确定
三、炉体结构设计 炉体包括炉墙、炉底、炉门、炉壳等。
1、炉衬材料的选择 炉衬一般由耐火材料和保温材料组成，设计时应注意以 下问题： （1）确定砌体的厚度尺寸要满足强度要求，并与耐火砖、 保温砖的尺寸相吻合， （2）为了减少炉衬蓄热量和缩短冷炉升温时间，在符合耐 火、保温和机械强度的要求下，尽量采用轻质耐火材料； （3）保温材料的使用温度不能超过允许温度，否则将使保 温性能降低； （4）炉衬外表面温升以保持在40－60℃为宜，否则会增大 热损失和使环境温度升高。
1.15
保温材料
轻质耐火砖
§5－1 炉型的选择和炉膛尺寸的确定
3、 炉顶 包括平顶、拱顶和吊顶。 炉膛宽度小于400－600mm的小型炉，可采用平顶。电 热元件常布置在炉顶与炉底上。 炉膛宽度小于3.5-4m采用拱顶。 拱顶常采用轻质楔形砖 与标准直角砖混合砌筑，上部填充轻质保温制品，拱角（受 拱顶重量及其受热产生的膨胀力形成推力作用于拱角）采用 重质砖。 跨度特别大的炉子采用吊顶。
1.3
第五章 热处理电阻炉的设计
1.4
§5－1 炉型的选择和炉膛尺寸的确定
一、炉型的选择 炉型选择的原则： （1）工艺技术要求 （2）工件的特点 （3）生产量的大小 （4）经济效益 （5）劳动条件
1.5
§5－1 炉型的选择和炉膛尺寸的确定
（1）工艺技术要求 例： 无氧化加热—可选用真空炉或可控气氛热处理炉； 化学热处理—可选用渗碳炉、渗氮炉等。 表面淬火—可选用表面淬火设备，如表面感应加热 设备、表面火焰淬火设备等。 局部淬火—盐浴炉。
1.17
保温材料
支撑砖
拱角砖
错砌
环砌
4、 炉底 外壳钢板（6－12mm）＋石棉板＋保温材料（硅藻土砖砌成 方格子，在方格子中填充蛭石或硅藻土粉）＋ 1－2层硅藻土砖轻 质耐火砖+重质耐火砖和电热元件搁板砖。
1.6
§5－1 炉型的选择和炉膛尺寸的确定
技术要求：表面硬度:HRC58-62 淬硬层深度:1.5-2.5mm 需要表面淬火设备
技术要求：表面硬度:HRC≥59 渗碳层深度:1.3-1.7mm 需要渗碳设备
1.7
§5－1 炉型的选择和炉膛尺寸的确定
（2）工件的特点 例：长轴类工件为减少其热处理过程中的变形， 常常选用井式炉；加工大中型铸、锻毛坯件的退 火、正火、回火等处理宜选用台车炉；小型轴承 钢球等则选用滚筒式炉；小型工、夹、模具和工 件可选用盐浴炉等。 （3）生产量的大小 例：大批量同类工件的热处理，如轴承类可选用 机械化自动程度较高的连续作业炉；产量小，工 艺变化大的或多类单件生产的零件可选用周期作 业炉。
1.8
§5－1 炉型的选择和炉膛尺寸的确定
（4）经济效益 应选择节能效果较好的炉型，选用造 价低的炉型以及生产效率高又能减少各种 工艺材料消耗的炉型。
（5）劳动条件 选择设备应尽量防止对环境的污染，减 轻劳动强度，提高机械化和自动化水平。
1.9
§5－1 炉型的选择和炉膛尺寸的确定
二、炉膛尺寸的确定 以箱式炉为例： 炉膛尺寸包括炉膛有效尺寸（指 工件实际摆放所占的面积作为炉 底板有效面积）宽度B效和长度L效 以及堆放工件的有效高度H效和炉 膛砌砖体内腔的尺寸B×L×H两个 部分如图左图。 确定炉膛尺寸依据：工件尺寸、 形状、技术要求、生产率等。还 要考虑炉内温度均匀性、传热特 性以及装出料和检修方便。一般 在保证有足够的生产效率的前提 下，应尽量减小炉膛尺寸。
教 学 要 求 ：了解热处理炉设计计算内容，掌握热处
理电阻炉结构设计以及电阻炉功率计算方法。了 解电阻炉功率分配和电热元件的接线。掌握电热 元件材料特点，以及电热元件计算思路。了解电 热元件的安装。
1.2
第五章 热处理电阻炉的设计
§5－1 §5－2 §5－3 §5－4 §5－5 §5－6 §5－7 小结 炉型的选择和炉膛尺寸的确定 电阻炉功率的计算 功率的分配及电热元件的接线 电热元件材料及其选择 电热元件的计算 电热元件的安装 电阻炉的性能试验及技术规范
炉膛尺寸及砌体结构
1.10
§5－1 炉型的选择和炉膛尺寸的确定
1、炉底面积 实际排料法（炉子一次装炉量）：（对生产量不大、 工件尺寸较大而且形状特殊者） 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，一般为0.1－0.15m。
L L效 +(0.2 0.3) B B效 +(0.2 0.3)
1.14
§5－1 炉型的选择和炉膛尺寸的确定
2、炉墙 中低温炉炉墙砌体：炉壳钢板＋石棉板＋保温层（硅藻土 砖或蛭石粉填充料）＋内层耐火层（轻质粘土砖）。高温炉 炉墙：炉壳钢板＋石棉板＋保温层＋轻质砖＋重质砖或高铝 砖。 注：（1）炉墙通常采用标准砖砌筑，因此炉墙尺寸应 为标准砖尺寸（230×113×65mm）加砖缝厚度（一般为2mm） 的倍数。见附表18。 （2）为防止炉墙反复热胀冷缩，大型炉的粘土砖炉墙， 每米长度应留5－6mm膨胀缝，各层之间应错开。
第五章 热处理电阻炉的设计
授课人：杨晓敏
North University of China College of Materials Science and Engineering 2008.01.04
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1.1
第五章 热处理电阻炉的设计
教学提示
：热处理电阻炉的设计是一项综合性的 技术工作。一台好的热处理电阻炉应能充分满 足热处理工艺的质量要求。
m m
1.11
§5－1 炉型的选择和炉膛尺寸的确定
加热能力指标法:(当工件品种多且工艺周期不同时，炉底 面积可根据炉底单位面积的生产能力－生产率P0表5－1计 算) 原则：装料的面积F1（有效面积）一般为总面积的 70％－85％。炉底宽度B与长度L之比一般应保持在2/31/2。
F1 p ; F F1 / 70% 85% p0 2 1 ; B 3 2 2 L 3