热处理箱式电阻炉课程设计 一、设计任务 1、炉型：箱式炉
2、设计要求：（1）生产率或一次装炉量：100kg/h
（2）零件尺寸：长、宽、高尺寸最大不超过150mm （3）零件材料：中、低碳钢、低合金钢及工具钢 （4）零件热处理工艺：淬火加热 3、任务分析：
（1）生产率或一次装炉量为100kg/h ，属小型炉；
（2）生产长、宽、高尺寸最大不超过150mm 的零件，选择箱式炉合理； （3）淬火加热工艺表明所设计的箱式炉属于中温范畴。

二、电阻炉的炉体结构设计
1、炉型选择：由于所生产的零件尺寸较小，都不大于150mm ，且品种较多，热处理
工艺为淬火加热，具体品种的淬透性不同，工艺有所差别，故采用周期作业中温箱式热处理炉进行设计。

（额定温度为950℃） 2、炉膛设计 （1）典型零件的选定
参照设计任务的要求，选用40Cr 钢齿轮模拟设计
①齿轮参数：分度圆mm d 128= 齿顶圆mm d a 136= 齿数32=z 模数 4=m 齿宽mm b 70= 全齿高mm h 9=
齿根圆mm d f 118= 齿轮孔径mm d 40=孔
②设定工艺曲线：
加热时间 t=a ×k ×D （a ：加热系数，k ：工件装炉条件修正系数，D ：工件
《热处理手册》第四版第二卷，机械工业出版p55
工艺周期为5h
《热处理设备》p117表5-4
石棉板：热导率为t 3
310174.0163.0-⨯+=λ，厚度mm 53=δ
钢 板：厚度为 mm 5
校验厚度，如下图所示：
取 C t C t ︒=︒=50,95041，故 5002
50
950t =+=℃
因三层热流相等，即 q 1=q 2=q 3 故
)()()(433
332222111t t t t t t -=-=-δλδλ
δλ 得：t 2＝751.4℃＜900℃（B 级硅藻土砖的最高使用温度） 符合 t 3＝764.7℃＜500℃（石棉板的最高使用温度） 符合 （3）炉顶：由B=1m ＞600mm ，故采用拱顶式结构 采用拱角为60°的拱顶，拱顶半径：R=B=1m 矢高：m R f 13.0)2
cos 1(=-=α
拱顶耐火砖为轻质楔形砖，厚度为113mm ，
保温砖为蛭石粉，厚度为230mm
（4）炉底：①钢板 15mm
②贯穿三层的重质砖（共230mm ）
包括电热体搁砖、轻质砖QN －1.0、B 级硅藻土砖 ③轻质砖 65mm
④硅藻土保温砖砌成棋盘式方格，格中填以蛭石粉 115mm
⑤石棉板 5mm
⑥钢板 15mm
故炉底总厚为445mm，符合230-690mm之间的要求
（5）炉门：
①炉门口 H’=600－113＝487mm
高度与宽度之比与炉膛类似，即B’/H’＝B/H
得：B’＝812mm
②炉门：用厚度为10mm的钢板制成框架，框架内附5mm石棉板，内衬轻质耐火砖作
为耐火层，厚度为113mm。

硅藻土渣砖为保温层，厚度为230mm。

炉门框架
边缘与炉门口重叠100mm，重叠部分机械加工，在两侧设置压紧装置。

炉门结构示意图如下图：
（6）炉架和炉壳
炉架是用角钢、槽钢等焊接而成的炉体骨架
炉壳、炉底采用15mm厚钢板，其余为5mm钢板
三、电阻炉的热力计算
采用热平衡法进行热力计算
1、炉料加热
（1）加热有效炉料的热量（即工件热量）
Q件=GC（t终－t0）（G为有效炉料工件的重量 G=500kg，C为平均比热，查
表可得：C＝0.155×4.1868＝0.649kJ/kg·℃）《热处理设备课程设计指导书》p8
工件热量
=
件
Q
kJ
5
10 7.2⨯
热处理设备课程设计
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