北华航天工业学院《热处理设备课程设计》课程设计报告报告题目：650℃ 90kg/h的箱式电阻炉设计作者所在系部：材料工程系作者所在专业：金属材料作者所在班级： B08821 作者姓名：刘东辉作者学号： 104指导教师姓名：范涛、陈志勇完成时间： 2011-10-20《热处理设备》课程设计任务书内容摘要650℃ 90kg/h的箱式电阻炉的设计。
包括炉型的选择、选择炉体材料、箱式电阻炉结构尺寸设计计算、计算分配电阻炉加热功率、计算电热元件尺寸、核算设备技术经济指标、绘图（电阻炉总图一张，电热元件零件图，炉门图，炉衬图）。
关键词：箱式电阻炉、炉衬材料、砌体结构、电热元件、热处理炉、技术经济指标目录《热处理设备》课程设计任务书.......................................... 错误!未定义书签。
内容摘要.......................................................... 错误!未定义书签。
关键词：............................................................. 错误!未定义书签。
箱式电阻炉、炉衬材料、砌体结构、电热元件、热处理炉、技术经济指标....... 错误!未定义书签。
本设计的目的.............................................. 错误!未定义书签。
本设计的技术要求.......................................... 错误!未定义书签。
设计说明............................................................. 错误!未定义书签。
确定炉体结构和尺寸........................................ 错误!未定义书签。
炉底面积的确定........................................... 错误!未定义书签。
确定炉膛尺寸............................................. 错误!未定义书签。
炉衬材料及厚度的确定..................................... 错误!未定义书签。
砌体平均表面积计算........................................ 错误!未定义书签。
炉顶平均面积............................................. 错误!未定义书签。
炉墙平均面积............................................. 错误!未定义书签。
炉底平均面积............................................. 错误!未定义书签。
根据热平衡计算炉子功率.................................... 错误!未定义书签。
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加热工件所需的热量Q件.................................... 错误!未定义书签。
通过炉衬的散热损失Q散开启炉门的辐射热损失..................................... 错误!未定义书签。
开启炉门溢气热损失....................................... 错误!未定义书签。
其它热损失............................................... 错误!未定义书签。
热量总支出............................................... 错误!未定义书签。
炉子安装功率............................................. 错误!未定义书签。
炉子热效率计算............................................ 错误!未定义书签。
正常工作时的效率......................................... 错误!未定义书签。
在保温阶段，关闭时的效率................................. 错误!未定义书签。
炉子空载功率计算.......................................... 错误!未定义书签。
空炉升温时间计算.......................................... 错误!未定义书签。
炉墙及炉顶蓄热........................................... 错误!未定义书签。
炉底蓄热计算............................................. 错误!未定义书签。
炉底板蓄热............................................... 错误!未定义书签。
功率的分配与接线.......................................... 错误!未定义书签。
电热元件材料选择及计算.................................... 错误!未定义书签。
图表法................................................... 错误!未定义书签。
理论计算法............................................... 错误!未定义书签。
炉子技术指标（标牌）...................................... 错误!未定义书签。
参考文献.......................................................... 错误!未定义书签。
前言本设计的目的设计650℃ 90kg/h的箱式电阻炉本设计的技术要求设计一台热处理电阻炉，其技术条件为：（1）.用途：中碳钢、低合金钢毛坯或零件的淬火、正火、调质处理及回火。
（2）.工件：中小型零件，无定型产品，处理批量为多品种，小批量；（3）.最高工作温度：650℃；（4）.生产率：90kg/h；（5）.生产特点：周期式成批装料，长时间连续生产。
设计说明确定炉体结构和尺寸炉底面积的确定因无定型产品，故不能使用实际排料法确定炉底面积，只能用加热能力指标法。
炉子的生产率为P=90，按表5-1选择箱式炉用于正火和淬火时的单位面积生产率P 0为120kg/(m 2·h)。
故可求的炉底的有效面积 F 1=P/P 0= m 2由于有效面积与炉底总面积存在关系式F/F 0=～，取系数上限，得炉底实际面积 F=F 1/= 确定炉膛尺寸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，可求的： L=5.0/F = m B=L/2= m 根据标准砖尺寸，为便于砌砖，取 L= m B= m按统计资料，炉膛高度H 与宽度B 之比H/B 通常在～之间，根据炉子的工作条件，取H/B=左右。
则H= m可以确定炉膛尺寸如下L=(230+2)×6=1392 mmB=(120+2)×3 +(40+2)×2+（113+2）×2=680 mm H=(65+2)×7+21=490 mm确定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 空间，确定工作室有效尺寸为L 效=1200 mm B 效=500 mm H 效=350 mmF壁=2×(L×H)+(L×B)+2(B×H)+2××B×1/6×L=由经验公式可知：P安=Cτ-0.5升(t/1000)取式中系数C=30〔(kM·/·℃〕,空炉升温时间假定为τ升=4h，炉温t=650℃。
所以 P安= 30××（650/1000） = kW暂取 P安=30kW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－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－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－轻质粘土砖（67×3）mm＋50mm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65mm QN－轻质粘土砖＋80mm密度为250kg/m3的普通硅酸铝纤维毡＋65mmA 级硅藻土砖。
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。
砌体平均表面积计算L外＝L+2×(115+50+115)=1950 mmB外＝B+2×(115+50+115)=1240 mmH外＝H+f+(115+80+115)+67×4+50+182 =1390 mm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F顶内＝6π2R×L＝6680.14.32⨯⨯×=F顶外＝B外×L外＝ m2F顶均＝顶外顶内F·F＝ m2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墙内＝2LH＋2BH＝2H（L＋B）＝2××+= m2F墙外＝2H外(L外＋B外)＝2××+= m2F墙均＝墙外墙内F·F＝ m2炉底平均面积F底内＝B×L＝×＝ m2F底外＝B外×L外＝×= m2F底均＝底外底内F·F＝ m2根据热平衡计算炉子功率加热工件所需的热量Q件查表得，工件在650℃及20℃时比热容分别为c件2＝(kg·℃)，c件1＝(kg·℃)Q件＝p(c件2t1－c件1t)＝90××650－×20)＝60609 kJ/h通过炉衬的散热损失Q散由于炉子侧壁和前后墙炉衬结构相似，故作统一数据处理，为简化计算，将炉门也包括在前墙内。