箱式电阻炉(材料热处理课程设计说明书)
化学与材料工程学院
材料热处理课程设计说明书
学生姓名：
专业：金属材料工程
学号：
班级：材料金属
指导老师：刘
1
目录
一、设计任务书 (3)
二、工艺设计 (3)
1.型的选择 (3)
2.炉膛尺寸的确定 (3)
3.炉子砌砖设计 (4)
4.中温箱式电阻炉功率的计算 (4)
5.电热元件 (5)
6.电热元件的设计计算 (5)
三、工艺流程图和设备装置图 (7)
四、进度安排 (9)
五、总结与体会 (9)
2
一、设计任务书
为某厂设计一台热处理电阻炉，其技术条件如下：
1) 用途:中碳钢、低合金钢毛坯或零件的淬火、正火及退火处理，处理对象为中小型零件，无定型产品，处理批量为多种，小批量。
2) 生产率：160 kg/h
3) 工作温度：最高使用温度950℃
4) 生产特点：周期式成批装料，长时间连续生产。
二、工艺设计
1.炉型的选择
根据设计的具体要求和生产特点，进行综合技术经济分析。
决定选用箱式电阻炉，不通保护气体，炉子最高温度为950℃。
属中温箱式电阻炉。
2.炉膛尺寸的确定
（1）查表，箱式电阻炉单位炉底面积生产率P0 ,取P0=100[kg/(m2·h)] （2）炉底面积采用加热能力指标法计算，F效= ?? =100 =1.25 m2 0??125炉底有效面积??有效
0.75 - 0.85，取上限，0.85，炉底总面积：炉底总面积??总
1.25
??总总= 1.5625 m2
11炉底板宽度 B = 2??总= 2?1.5625 =0.88 m
炉底板长度L = 2F总= （3）.炉膛高度的确定炉膛高度H与宽度B
之比=0.52–0.9，取0.7 ????高度H = 0.628 m
（4）.炉膛有效尺寸（可装工件）
L效×B效×H效=1.77m ×0.88m ×0.628m
（5）.炉膛尺寸
宽B =B效+2×（0.1-0.15）取0.1 B=0.88+2×0.1=1.08 m
3
长L =L效+ 2×（0.1-0.2）取0.1 L=1.77+2×0.1=1.97 m
高H=0.67×9+0.37=0.64m
3.炉子砌砖设计
耐火层选用体积密度为0.6g/cm3的轻质耐火粘土砖，保温层为硅藻土骨架填充蛭石粉。
炉侧墙、前后墙、炉顶的耐火层厚为113m,保温层为232mm，石棉厚度为0.5mm,炉顶选用60°标准拱顶，炉底耐火层厚132mm，保温层硅藻土砖和蛭石粉厚180mm,炉顶拱脚砖选用重质耐火粘土砖，电热元件搁砖选用重质高铝砖。
4、中温箱式电阻炉功率的计算
（1）加热工件所需要的热量
Q件=g件（C2t2- C1t1）??×(0.678×950-0.494×20)×1加??周2（2）Q辅=0
（3）Q件=0
（4）通过炉衬的各项散热损失：
Q散=∑++1??12??2∑3??1???03.6=600?30+ = 34389KJ/h （5）通过开启炉门的辐射热损失：
1424Q辐=5.675×[(100)?(100] ×3.6Fφ???? ????
5.675×[(100)4?(1004] ×3.6×0.95×0.2×0.65×0.05=2907 KJ/h
(6)通过开启炉门的溢气热损失：
Q溢=2200BH ??2+??121233293????
950+202=2200×0.95×0.2 1.4×(
(7)其他热损失：)×0.05=6346 KJ/h
Q它=（0.5-1.0）Q散=0.8×34389=27511 KJ/h
（8）炉子每小时总热量支出：
Q总= Q件+ Q辅+Q控+ Q散+ Q辐+ Q溢+ Q它
=152213+0+0+34389+2907+6346+27511=223366 KJ/h
4
（9）P总=3600 =??总2233663600 =62KW
(10)P设=K·P总=1.3×62=80.6 KW
取P设=80 KW
(11)电阻炉的热效率：η= ??100% =223366×100% =68.15% 总??件152213（12）空炉升温时间（??升）的校核
??升= 3600??3600?80 = 4.6h 符合要求
设??蓄1324867
5.电热元件：
0Cr25Al5铁铬铝电热铝合金丝材
6.电热元件的设计计算：
（1）电阻炉的供电电压和接线
供电电压为三相380V，单星形连接
P=3?? =3??设80(2)电阻丝直径d、长度l和重量计算
d=34.3× ??2??× 2202?1.6 =8.01mm
允3??2????3262?1.46取d=8mm
???? =??0 (1+αt) =1.4×(1+4×10-5×1050)=1.46 mm2/m
??允= 1.6 W/cm2
l = ????10=1.46?26?1000?4-3 ??2??
??2202?3.14?82
??总= nl=64×3=192 m M =3.14??2
4lγ×10=-3 3.14?82
4 64× 7.1=22.829 kg
??总= 22.829×3 =68.487 kg
(3)电热元件的绕制和布置
电热元件绕制成螺旋状，布置安装在炉膛两侧墙和炉膛两侧墙和炉底上，每边为8排串接成一相。
5
每排电热元件的展开长度
l1 =8 =8
每排电热原件的搁砖长度
L1 =1770-50=1720mm
电热元件螺旋直径
D=6d=6×8=48 mm
每排电热元件螺旋圈数
n=??1
???? 648?103
3.14?48 =53圈
电热元件螺旋节距
h=??1?? 172053 = 32mm
按h =(2-4)d校验h
8 =4 ??
电热元件螺旋节距h在安装时适当调整，炉口部门减少节距，增大功率。
电热元件引出棒材料选用1Cr18Ni9Ti，φ=12mm ,L=500mm ?32 6
三、工艺流程图和设备装置图
7
8
四、进度安排
12.7-12.8下载相关资料，图书馆借阅相关热处理炉书籍
12.9-12.11 确定所设计的热处理炉—中温箱式电阻炉，针对性查阅资料12.14-12.16电阻炉的设计，各项参数的设计
12.16-12.18 用autocad、ug绘图
12.19 整体检查，论文格式处理
五、总结与体会
课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。
在两个星期的热处理炉课程设计期间，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟是第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，比如说数据手册查阅，三等等??通过这次课程设计之后，一定把以前所学过的知识重新温故。
生活就是这样，汗水预示着结果也见证着收获。
劳动是人类生存生活永恒不变的话题。
通过实习，我才真正领略到“艰苦奋斗”这一词的真正含义，制图也是一个团队
的任务，一起的工作可以让我们有说有笑，相互帮助，配合默契，多少人间欢乐
9
在这里洒下，大学里一年的相处还赶不上这一个周的实习，我感觉我和同学们之间的距离更加近了；正所谓“三百六十行，行行出状元”。
我
们同样可以为社会作出我们应该做的一切，这有什么不好？我不断的反问自己。
无论干什么，只要人生活的有意义就可。
社会需要我们，我们也可以为社会而工作。
既然如此，那还有什么必要失落呢？
这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在杨秀玲老师的精心指导下，终于迎逆而解。
同时，在杨秀玲老师的身上我学得到很多实用的知识，在次我表示感谢！同时，对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢！
10。