目录序言 (3)热处理电阻炉设计 (5)一．设计任务 (5)二．炉型的选择 (6)三．确定炉体结构和尺寸 (6)1．炉膛尺寸的确定 (6)2．炉衬材料及厚度的确定 (6)四．砌体平均表面积计算 (7)1．砌体外廓尺寸 (7)2．炉墙平均面积 (7)3．炉底平均面积 (8)4．炉顶平均面积 (8)五．计算炉子功率 (8)1．根据经验公式计算炉子功率 (8)2．根据热平衡计算炉子功率 (9)1)加热工件所需的热量Q件 (9)2)通过炉身的热损失Q散 (9)3)整个炉体的散热损失 (15)4)开启炉门的辐射损失 (15)5)开启炉门溢气损失 (16)6)加热控制气体所需热量Q控 (17)7)其它热损失 (17)8)热量总支出 (17)9)炉子的安装总功率 (17)六．炉子热效率计算 (17)1. 正常工作时的效率 (18)2. 在保温阶段，关闭炉门时的效率 (18)七．炉子空载功率计算 (18)八．空炉升温时间计算 (18)1．炉墙及炉顶蓄热 (18)2．炉底蓄热计算 (20)3．炉底板蓄热 (21)九．功率的分配与接线 (21)十．电热元件材料选择及计算 (22) (22)1．求1000℃时电热元件的电阻率t2．确定电热原件表面功率 (22)3．每组电热元件功率 (22)4．每组电热元件端电压 (22)5．电热元件直径与质量 (23)6．电热元件的总长度和总重量 (23)7．校核电热元件表面负荷 (23)8．电热元件在炉膛内的布置 (24)十一．使用说明 (25)十二．总结 (26)十三．参考文献 (27)序言电阻炉(resistance furnace)电阻炉由炉体、电气控制系统和辅助系统组成。

炉体由炉壳、加热器、炉衬(包括隔热屏)等部件组成。

当电流通过电热体时，由于电热体本身的电阻而产生热效应，使电热体温度升高。

点儿提以辐射和对流的方式（主要是辐射的方式），把热量传给金属坯料，这种加热方式叫做间接电阻加热。

电阻加热较火焰加热相比有以下优点：1. 炉子升温快、加热速度高，能满足要求的温度；2. 能按锻压工艺要求，精确控制和调整温度；3. 操作简单，易于实现加热过程中的自动化操作；4. 电阻炉占地面积小；5. 炉内气氛容易控制，易于少无氧加热；6. 无燃烧废气，公害少且热效率高；7. 劳动环境好。

电阻炉是利用电流使炉内电热元件或加热介质发热，从而对工件或物料加热的工业炉。

电阻炉在机械工业中用于金属锻压前加热、金属热处理加热、钎焊、粉末冶金烧结、玻璃陶瓷焙烧和退火、低熔点金属熔化、砂型和油漆膜层的干燥等。

随着镍铬合金的发明，到20世纪20年代，电阻炉已在工业上得到广泛应用。

工业上用的电阻炉一般由电热元件、砌体、金属壳体、炉门、炉用机械和电气控制系统等组成。

加热功率从不足一千瓦到数千千瓦。

工作温度在700℃以下的为低温炉；70 0～1000℃为中温炉;1000℃以上为高温炉。

在高温和中温炉内主要以辐射方式加热。

在低温炉内则以对流传热方式加热，电热元件装在风道内，通过风机强迫炉内气体循环流动，以加强对流传热。

电阻炉有室式、井式、台车式、推杆式、步进式、马弗式和隧道式等类型。

可控气氛炉、真空炉、流动粒子炉等也都是电阻炉。

电热元件具有很高的耐热性和高温强度，很低的电阻温度系数和良好的化学稳定性。

常用的材料有金属和非金属两大类。

金属电热元件材料有镍铬合金、铬铝合金、钨、钼、钽等，一般制成螺旋线、波形线、波形带和波形板。

非金属电热元件材料有碳化硅、二硅化钼、石墨和碳等，一般制成棒、管、板、带等形状。

电热元件的分布和线路接法，依炉子功率大小和炉温要求而定。

工业电阻炉:工业电阻炉的分类：工业电阻炉分二类，周期式作业炉和连续式作业炉。

周期式作业炉分为：箱式炉、密封箱式炉，井式炉，钟罩炉，台车炉，倾倒式滚筒炉。

连续式作业炉分为：窑车式炉，推杆式炉，辊底炉，振底炉，转底炉，步进式炉，牵引式炉，连续式滚筒炉，传送带式炉等。

其中传送带式炉可分为：有网带式炉、冲压链板式炉、铸链板式炉等电阻炉的加热机理：电阻炉以电为热源，通过电热元件将电能转化为热能，在炉内对金属进行加热。

电阻炉和火焰比，热效率高，可达50－80℅，热工制度容易控制，劳动条件好，炉体寿命长，适用于要求较严的工件的加热，但耗电费用高。

.各种工业电阻炉的特点和用途种类特点主要用途空气电阻炉结构较简单，温度精确可控．在高温下被加热工件易受氧化硬质合金、陶瓷烧结：金属的热处理；玻璃零件退火，低熔点玻璃封接；医药、食品的低温烘烤；各类产品零件清洗后烘干；实验室各种温度试验箱，马弗炉；电子管的排气炉等真空电阻炉工作在真空中加热有除气效果，能保护工件不氧化，不脱碳，工人操作条件较好。

生产率和热效率较低钛，锗等活性金属、难熔金属和某些电工合金的光亮退火、真空除气；不锈钢和铝材的钎焊，粉末冶金真空烧结；高速钢。

工具钢的光亮淬火及碳钢的真空渗碳；电子产品生产工艺中镀膜、溅射对工件的烘烤保护气体电阻炉炉膛通有保护气体，能保护工件不氧化、不脱碳，可精确控制被加热工件的表面化学成分，热工序后的工件不需酸洗，精加量较少。

某些保护气体易爆炸或对操作工人有一定危害黑色金属和某些有色金届材料的无氧化、不脱碳热处理，或进行气体渗碳、氰化等化学处理；钨钼等易氧化金属的加热钎焊．烧结等。

电子产品的气相沉积，扩散，电子材料的除氧化层．光亮热处理电热浴炉加热速度快，均匀性好，容易局部加热。

热工序后工件需要清洗工具、刃具、量具等几何形状较复杂、要求较高的热处理及化学处理流动粒子炉具有电阻炉的特点，炉温较低锡、铝，锌、镁、铅、轴瓦合金等低融点金属的熔炼直接加热式电阻炉工件直接通电加热，不需要电热体，加热速度非常快，对工件形状有一定要求制造石墨电极、碳化硅、粉末冶金压制成型的金属管、棒等的烧结热处理电阻炉设计一．设计任务为某厂设计一台热处理电阻炉，其技术条件为：1. 用途：低碳钢、低合金钢毛坯或零件的淬火、正火及调质用；处理对象为中、小型零件，无定型产品；处理批量为多品种小批量。

2. 生产率：150kg/h3. 工作温度：最高使用温度<=1000℃4. 生产特点：周期式成批装料，间断生产。

二． 炉型的选择根据技术条件要求，结合实际效果，选用箱式电阻炉。

三． 确定炉体结构和尺寸1．炉膛尺寸的确定 因无典型产品，故不能用排料法求炉底面积，只能用炉底强变法。

已知生产率为150kg ／h ，按表12-2（1引）选择箱式炉用于正火或淬火时的单位炉底面积生产率为120kg ／2m ．时，得炉底有效面积：2h25.1120150G g m S ===工作有效 有效面积与炉底总面积存在关系式F1/F=0.75~0.85，取系数上限， K=0.85，则实际炉底面积为：2m 47.185.025.1KS ===有效实际S 根据L ：B=2:1关系，与L ⨯B=1.47可求得：mm L 1715=有效 mm 857=有效B炉膛的必需高度（即炉底板至拱脚砖的距离H ），可按H/B=0.52~0.9的关系确定。

H 的范围是447~771.现按电热元件布置要求，根据标准砖尺寸(230 113 65)，为便于砌砖，同时考虑炉膛有效区域周围应留有空间以方便安排电热元件及出料，取()mm L 12752123052230=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⨯+=()()()()mmB 86922113224026542120=⨯++⨯++++⨯+=()mm H 7073710265=+⨯+=2． 炉衬材料及厚度的确定轻质耐火材料：这种材料的气孔率高，重量轻，保温性能主要计算结果mmL 1715=有效mm857=有效Bmm L 1275=B=869mmH=707mm好，属于体积小、密度小的耐火材料。

用它做热处理炉的炉材料可以减少热能的损失，并可以缩短升温时间，从而提高热效率。

蛭石：熔点为1300~1370℃,使用温度≤1000℃，体积密度和导热系数均较小，是一种良好的保温材料。

因此：由于侧墙，前墙及后墙的工作条件相似，采用相同的炉衬结构，即113mmQN-1.0轻质粘土砖+50mm 膨胀蛭石粉 +113mmB 级硅藻土砖。

炉底采用四层QN-1.0轻质粘土砖467⨯mm+50mm 膨胀蛭石粉+182mmB 级硅藻土砖。

炉顶采用113mmQN-1.0轻质粘土砖+80mm 膨胀蛭石粉+115mm 膨胀珍珠岩。

炉门采用65mmQN-1.0轻质粘土砖+80mm 膨胀蛭石粉+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 。

四． 砌体平均表面积计算1． 砌体外廓尺寸()mm 18355601275211550115L =+=⨯+++=外L()mm1429560869211550115B B =+=⨯+++=外(11580115)67450182H H f =+++++⨯++外()mm16331825046731030cos 1869707=++⨯++-⨯+=o式中：f —拱顶高度，此炉子采用600标准拱顶，取拱弧半径R=B ，则f 可由f =R(1- co30 )求得。

2． 炉墙平均面积222()F LH BH L B H=+=+墙内()2032.3869.0275.1707.02m=+⨯⨯=主要计算结果mm 1835=外Lmm 1429B =外mm 1633H =外()()2660.10429.1835.1633.12H 2m B L F =+⨯⨯=+=外外外墙外2933.5660.10032.3m F F F =⨯=⋅=墙外内墙墙均3． 炉底平均面积2108.1275.1869.0B m L F =⨯=⨯=底内2622.2835.1429.1m L B F =⨯=⨯=外外底外2905.2622.2108.1m F F F =⨯=⋅=底外内底底均4． 炉顶平均面积2160.1275.16869.014.3262m L R F =⨯⨯⨯=⨯=π顶内 2622.2835.1429.1m L B F =⨯=⨯=外外顶外2744.1622.2160.1m F F F =⨯=⋅=顶外内顶顶均五． 计算炉子功率1． 根据经验公式计算炉子功率55.19.05.0)1000(t F C P -=升安τ 取式中系数C=30，空炉升温时间假定为τ升= 4h ，炉温t =1000℃，炉膛内壁面积F 壁底内墙内顶内壁F F F F ++=2m 3.5108.1032.3160.1=++= 所以主要计算结果2933.5m F =墙均2905.2m F =底均2744.1m F =顶均kWt F C P 3.67)10001000(3.5430)1000(55.19.05.055.19.05.0=⨯⨯⨯==--升安τ由经验公式法计算得：Kw P 67≈安2． 根据热平衡计算炉子功率1) 加热工件所需的热量Q 件查表知，工件低合金钢在1000℃及20℃时比热容分别为63.02=C/()kJ kg C ⋅︒，486.01=C /()kJ kg C ⋅︒，所以()1122t C t C P -=件Q=150 × (0.63×1000-0.486 × 20)=93042kJ/h （P 每小时装炉量） 2) 通过炉身的热损失Q 散ⅰ、通过炉墙的热量损失由于炉子侧壁和前后炉衬结构相似，故作统一数据处理，为简化计算，将炉门包括在前墙内。