中温井式电阻炉设计.doc

1、z- 1 -目 录一、设计任务1、专业课程设计题目12、专业课程设计任务及设计技术要求1二、炉型的选择1三、炉膛尺寸的确定11、炉膛有效尺寸（排料法）11.1 确定炉膛内径 D 11.2 确定炉膛有效高度 H 21.3 炉口直径的确定 21.4 炉口高度的确定 z- 2 - 3四、炉体结构设计 31、炉壁设计 32、炉底的设计53、炉盖的设计64、炉壳的设计7五、电阻炉功率的确定71、炉衬材料蓄热量 Q 蓄 7 82、加热工件的有效热量 Q 件 9 3、工件夹具吸热量 Q 夹 10 4、通过炉衬的散热损失 Q 散 z- 3 - 105、开启炉门的辐射热损失 Q 辐 126、炉子开启时溢气的热损

2、失 Q 溢 127、其它散热 Q 它 138、电阻炉热损失总和 Q 总 13 9、计算功率及安装功率13六、技术经济指标计算131、电阻炉热效率132、电阻炉的空载功率143、空炉升温时间14z- 4 -七、功率分配与接线方法141、功率分配142、供电电压与接线方法14八、电热元件的设计151、I区152、II区163.电热元件引出棒及其套管的设计与选择184.热电偶及其保护套管的设计与选择18参考书目19z- 5 -z- 1 -一、设计任务1、专业课程设计题目： 中温井式电阻炉设计2、专业课程设计任务及设计技术要求：1、901000 中碳钢调质用炉.2、每炉装 16 根3、画出总装图4、画

3、出炉衬图5、画出炉壳图（手工）6、画出电热元件图7、写出设计说明书二、炉型的选择因为工件材料为 901000 中碳钢调质用炉对于中碳钢调质最高温度为870+(3050)，所以选择中温炉（上限 950）即可，同时工件为圆棒长轴类工件，因而选择井式炉，并且无需大批量生产、工艺多变，则选择周期式作业。综上所述，选择周期式中温井式电阻炉，最高使用温度 950。三、炉膛尺寸的确定1、炉膛有效尺寸（排料法）1.1 确定炉膛内径 D工件尺寸为 901000,装炉量为 16 根，对长轴类工件，工件间隙要大于或等于工件直径；工件与料筐的间隙取 100200mm。炉膛的有效高度 150250mm 排料法如图所示则

4、：根据几何关系，每根工件最小距离取 90mm，则可以计算出D= 90d=890mm2z- 2 -D 效=d+2100200=1100又因炉壁内径比料筐大 200300mm故取： =1500mm砌查表得可用砌墙砖为BSL427467 (A=168,B=190.8,R=765,r=675)型轻质粘土扇形砖。由该砖围成的炉体的弧长为：S= D=3.141500=4710mm砖的块数为：4710168=28.04 块，取整后 N=28对 D 进行修正得：D 砌 =281683.14=1500mm，取 =1500mm砌1.2 确定炉膛有效高度 H由经验公式可以得知，井式炉炉膛有效高度 H 应为所加热元件

5、（或者料筐）的长度的基础上加 0.10.3m。H 效 =1000+200=1200mmH= H 效 +250=1450mm由于电阻炉采用三相供电，放置电热元件的搁砖应为 3n 层，H 砌 =3n(65+2)+67,n=6.88.取整后取 n=7再将 n=7 代入上式，得 H 砌 =1474mm选用代号为 SND-427-09 的扇形搁砖每层搁砖数目为 N= D 砌 50=94.2，取整为 94 块。搁砖总数 n=9421=1976 块1.3 炉口直径的确定D 效 =110mm，由于炉口用斜行楔形砖 8SL.427.498故有， D 效 =74N 将 D 效 =1100mm 代入，得 N=46.

6、7，取整后 N=47，再将 N=47 代回上式，则得到 D 炉口 =1107mm。扇形砖选择 8SL。427.077D 炉口 =166N得 D=20.8 取=21=1100mmD效=1500mm砌砖的块数:N=22修正后：=1500mmD砌搁砖 21 层H 砌 =1474mm每层搁砖数目：N=94搁砖总数 n=1976 块z- 3 -1.4 炉口高度的确定按一般的设计原则，炉口可由斜行楔形砖和 2 层直行砖堆砌而成。故 H 炉口 =（65+2）3+32=233mm四、炉体结构设计炉体包括炉壁、炉底、炉盖、炉壳几部分。炉体通常用耐火层和保温层构成，尺寸与炉膛砌筑尺寸有关。设计时应满足下列要求：（

7、1）确定砌体的厚度尺寸要满足强度要求，并应与耐火砖、隔热保温砖的尺寸相吻合；（2）为了减少热损失和缩短升温时间，在满足强度要求的前提下，应尽量选用轻质耐火材料；（3）耐火、隔热保温材料的使用温度不能超过允许温度，否则会降低使用寿命；（4）要保证炉壳表面温升小于 60，否则会增大热损失，使环境温度升高，导致劳动条件恶化。1、炉壁设计炉壁厚度可采用计算方法确定，下图为井式炉炉壁二层结构，第层为耐火层，其厚度一般为 90mm，采用轻质粘土砖 RNG-0.6；第层为 B 级硅藻土砖+耐火纤维，其厚度取标准砖 115 mm，第层为保温层，采用 B 级硅藻土砖架构中间填充矿渣棉，其厚度设计为x mm。在稳

8、定传热时，对各炉衬热流密度相同。根据课本的公式结合查表，可得：到 D 炉口=1107mm。N=21H 炉口 =233mmz- 4 -两层炉寸q=(t3-t0)，由设计参考书温升 50，则炉壁温度 60，室温 20是=12.17W/(m2*0C)所以 q=12.1740=486.8W/(m2*0C)RNG-0.6 型轻质粘土砖： 1密度 ；316kgm热导率 ；30.5.90twCA均比热容 。1C8261gKJ均硅酸铝纤维密度 2=120 kg/m3；热导率 2=0.032+0.21（10 3t 均 ）*2 W/(m*0C)；比热容 C2=1.1KJ/（kg* 0C）。由 代入数据得：2211

9、1(.5)tbtqSb )50.641915.094.0(.6.0.3 23322=820m=0.032+0.21（820+50）21000*2=0.0727wm.S2=1486.60.0727(820-60)=113.5mm取 S2=115mm190SmS2=115=200tt3=60=9501tz- 5 -2、炉底的设计炉底结构通常是在炉底壳部的钢板上用珍珠岩砖或硅藻土砖砌成方格子，各格子中填充蛭石粉。然后，在平铺二层重质粘土砖。炉底砖的厚度尺寸可参照炉壁的厚度尺寸，一般为 230690mm。由于要承受炉内工件的压力，且装出炉有冲击的作用。故炉底板要求又较高强度。由底至上，第一层为膨胀蛭石粉和硅藻土砖复合层，第二层，第三层为重粘土砖。结构：厚度mm材料： 砌砖型号： 115膨胀蛭石粉+硅藻土砖 B 级BSL427280 67重粘土砖 RNG-1.3BSL427013 67重粘土砖 RNG-1.3BSL4270133、炉盖的设计炉顶的结构有平顶、拱顶和悬顶三种。当炉子的宽度为 6003000mm 时，可采用拱顶，拱角可用 60和 90，其中使用最多的是 60，这种拱顶称为标=8202tt3=60S2=115