低溫井式爐電阻爐設(shè)計說明書-朱瓊森

1、熱處理爐課程設(shè)計說明書爐 型：低溫井式電阻爐學(xué) 院 ： 材 料 與 冶 金 學(xué) 院 專業(yè)班級 ： 金屬材料工程2010級02班 學(xué) 號 ： 201002127066 學(xué)生姓名 ： 朱瓊森 指導(dǎo)教師 ： 周 日 期 ： 2013年6月10日 目 錄前言井式電阻爐設(shè)計任務(wù)書 1設(shè)計計算過程-2（一）爐型選擇-2（二）確定爐體結(jié)構(gòu)和尺寸21爐底面積的確定2. 爐底半徑的確定3. 爐膛高度的確定4爐襯材料及厚度的確定（三）計算砌體表面積 21爐頂平均面積2. 爐墻平均面積3. 爐底平均面積（四）計算爐子功率 31根據(jù)經(jīng)驗公式法計算爐子功率2. 根據(jù)熱平衡計算爐子功率1 加熱工件所需的熱量Q件2 通過爐

2、襯的散熱損失3 開啟爐門的輻射熱損失4 開啟爐門溢氣熱損失5 其他熱損失6 熱量總損失7 爐子安裝功率（五）爐子熱效率計算 61. 正常工作時的功率2. 在保溫階段，關(guān)閉爐門時的功率（六）爐子空載功率計算 6（七）空爐升溫時間計算 61. 爐墻及爐頂蓄熱2. 爐底蓄熱3. 爐底板蓄熱（八）功率的分配與接線 9（九）電熱元件材料選擇及計算 91. 圖表法2. 理論計算法1 求1200時電熱元件的電阻率t2 確定電熱元件表面功率3 每組電熱元件功率4 每組電熱元件端電壓5 電熱元件直徑6 每組電熱元件長度和重量7 電熱元件的總長度和總重量8 校核電熱元件表面負荷9 電熱元件在爐膛內(nèi)的布置（十） 爐

3、架和爐殼的設(shè)計 12（十一）爐子總圖，主要零部件圖及外部接線圖，砌體圖 13（十二）爐子技術(shù)指標(biāo)（標(biāo)牌） 13設(shè)計小結(jié) 13參考文獻13前 言隨著基礎(chǔ)工業(yè)的不斷現(xiàn)代化，即傳統(tǒng)的制造技術(shù)與計算機技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)、新材料技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)的緊密結(jié)合，市場競爭更趨白熱化，商家們的眼光不僅僅盯住如何提高產(chǎn)品質(zhì)量上，而且還在如何提高效率、效益、保護環(huán)境、適應(yīng)用戶需要方面提出了更高的要求。對熱處理行業(yè)來說，“優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活”是現(xiàn)代熱處理技術(shù)的標(biāo)志，這十個字已經(jīng)成為熱處理工作者不斷追求的總目標(biāo)。要實現(xiàn)熱處理技術(shù)的現(xiàn)代化，需要靠熱處理設(shè)備的現(xiàn)代化來保證?，F(xiàn)代熱處理設(shè)備包括：大型連續(xù)熱處

4、理生產(chǎn)線、密封箱式多用爐生產(chǎn)線、真空熱處理設(shè)備、無人化感應(yīng)加熱設(shè)備等。本次設(shè)計課程主要任務(wù)是設(shè)計一低溫井式電阻爐，主要用于長軸類工件的回火，退火，目的是通過本次設(shè)計能使所學(xué)知識得到進一步地鞏固和深化，了解熱處理爐的基本設(shè)計過程及原理，為在今后工作中更好地發(fā)揮專業(yè)知識和能力做保障。低溫井式電阻爐設(shè)計任務(wù)書 編號：材料冶金學(xué)院 專業(yè)年級班級：金屬材料工程10級2班學(xué)號： 201002127066 姓名： 朱瓊森 一、基本條件1.爐型：低溫井式電阻爐2.用途：軸類工件熱處理3.最高工作溫度：7004.爐膛有效尺寸：400×5005.最大一次裝爐量：150kg6.爐壁外殼溫度607.空爐升溫

5、時間：1.5小時8.生產(chǎn)特點：周期式成批裝料9.電源：單相，220V二、設(shè)計要求1. 設(shè)計內(nèi)容1 砌體部分 2）爐蓋及升降機構(gòu)、電熱元件及外部接線、爐殼構(gòu)架部分2. 標(biāo)定主要技術(shù)數(shù)據(jù)（1）額定功率 （2）額定電壓 （3）額定溫度（4）電源相數(shù) （5）電熱元件接法 （6）爐膛有效尺寸（7）爐膛尺寸 （8）空爐升溫時間 （9）外形尺寸3.提交資料 （1）紙質(zhì)和電子版本的設(shè)計計算說明書，規(guī)格：A4（2）紙質(zhì)和電子版本的爐子總圖(AotuCAD繪制，幅面：A1指導(dǎo)教師：沈東東2013年6月10日 計算爐底的散熱損失 假定界面上溫度分別為t2=60,耐火層S1的平均溫度t1均 =405,那么，S1層爐底

6、的熱導(dǎo)率，由附表3得，1=0.294+0.212×10-3×底 · s 1 / D、爐底的散熱損失Q散墻= q*F=480.4×0.74=355.5W假定界面上溫度分別為t2=50 拍攝照度：請在光線充足的環(huán)境下使用，請勿請攝像頭直接對著太陽等強光源，以免光學(xué)器件受損傷。400=0.1625W/（m2）且當(dāng)爐殼溫度為 ，室溫為20時，由附表2，可查得=11.44 W/Q低=352.6W/m2B、驗算界面上的溫度t1底=t1-q底·s1/1=700-352.6×0.3/0.1625=49.0=×100%=2%<5%,滿足

7、設(shè)計要求，不需要重新計算.D、爐蓋的散熱損失Q散墻= q*F=352.6×0.74=260.9W所以，整個爐體散熱損失為：Q散 =Q墻+Q底+Q蓋=1385.26+355.5+260.9=2001.66W=7205.98kJ/h3 開啟爐門的輻射熱損失設(shè)裝出料所需要的時間為每小時6分鐘，根據(jù)課本公式（5-6），Q輻=3.6×5.675 Ft (Tg/1004(Ta/1004因為tg=700+273=923 K ta=20+273=293 K爐門開啟面積 F=d2=×=0.50爐門開啟率 =6÷60=0.1由于爐門開啟后，輻射為圓形，且D與s之比為 0.8

8、/0.3=2.7由課本圖1-14查得=0.8故Q輻 =3.6×5.675×0.50×0.7×0.1×(973/1004(293/1004=6356.3 kJ/h4 其他熱損失其他熱損失約為上述熱損失之和的1020%，故Q它=0.2（Q件+Q散+Q輻）=0.2×（14519.6+7205.98+6356.3）=5616.4kJ/h5 熱量總損失設(shè)計任務(wù)書可以看出，該設(shè)計為普通低溫井式爐，所以，Q控、Q輔均可視為零，即：Q控=0、Q輔=0，再由課本公式（5-10）得Q總=Q件+Q輔+Q散+Q輻+Q它 =14519.6+7205.98+63

9、56.3+5616.4=33698.28kJ/h6 爐子安裝功率由課本公式5-11得： P安=KQ總/3600其中，K為功率儲備系數(shù)，本爐子設(shè)計中K去1.5，則 P安=（1.5×33698.28）÷3600=14.0kW （五）爐子熱效率計算 1. 正常工作時的功率有課本公式5-12=Q件/Q總=14519.6/33698.28=43.1%2. 在保溫階段，關(guān)閉爐門時的功率=Q件/（Q總-Q輻）=14519.6÷（33698.28-6356.3）=53.1%（六）爐子空載功率計算 P空=（Q散+Q它）/3600=（7205.98+5616.4）÷3600

10、=3.56kW（七）空爐升溫時間計算 1. 爐蓋、爐底及爐墻各材料體積計算V=× ×0.23=0.151m3V=×（ ）×0.7=0.231m3 V=×2××0.7 =0.182 m3V=××0.5=0.251m32. 爐蓋蓄熱計算由課本公式5-9，計算蓄熱量 Q蓄1=V粘粘c粘（t粘-t0）因為，t粘=（t1粘+t2粘）/2=374.6，查附表3，得，c粘=0.84+0.26×10-3×374.6=0.937KJ/(kg·Q蓄1=V粘粘c粘（t粘-t0）=0.151

11、5;400×0.937×（374.6-20）=20068.5kJ3. 爐墻蓄熱計算同理，Q蓄2= V粘粘c粘（t粘-t0）因為，t粘=（t1粘+t2粘）/2=359.75，查附表3，得，c粘=0.84+0.26×10-3×359.75=0.939KJ/(kg·Q蓄2= V粘粘c粘（t粘-t0）=0.251×800×0.939×(359.75-20 =67831.3kJ4. 爐墻蓄熱計算同理，t粘=（t1粘+t2粘）/2=613.65可得，c粘=0.84+0.26×10-3×613.65=0.99

12、95KJ/(kg·T珍珠巖=（t1珍珠巖+t2珍珠巖）/2=292.2可得，c珍珠巖=0.04+0.22×10-3×292.2=0.108KJ/(kg·Q蓄3= V粘粘c粘（t粘-t0）+ V珍珠巖珍珠巖c珍珠巖（t珍珠巖-t0）=0.231×800×0.9995×(613.65-20+ 0.182×140×0.108×(292.2-20 =110400.7kJ5. 其他爐結(jié)構(gòu)蓄熱爐套體積 V=×（0.2402-0.2252）×0.61+×0.242×0.

13、015-×0.015×0.0152×7×12=0.015m3爐套比熱容C=0.92+0.25×10-3×700=1.095kJ/ (kg·密度取=2500kg/m3Q套 =700×0.015×1.095×2500=28743.8kJ6. 總蓄熱計算Q蓄= Q蓄1+ Q蓄2 + Q蓄3+ Q =20068.5+67831.3+110400.7+28743.8=116643.8kJ7. 空爐升溫時間驗算=/（3600*）=116643.8/（3600×25）=1.28h故本爐設(shè)計符合要求。

14、（八）功率的分配與接線 1. 電熱元件的選擇及計算由最高使用溫度為700，選用Cr15Ni60電熱元件接線，接線方式采用單相。當(dāng)爐溫為700時，電熱元件溫度為900，查文獻1附表12得： Cr15Ni60在20時的電阻率為=1.10·/m，電阻溫度系數(shù)為1.3則900下的電阻率=1.113·/m。2. 確定電熱元件表面功率根據(jù)文獻1表5-3，本爐子電熱元件工作條件取 =2.0W/3. 每組電熱元件的功率 =25/4=6.25KW4每組電熱元件的端電壓220V電熱元件直徑線狀電熱元件直徑可以參考閱文獻1公式5-24d=34.3=34.3 =2.119mm取d=3mm6.每組電

15、熱元件的長度和重量由文獻1公式5-25可得=0.785=0.785 =49.157m1公式5-26可得=由文獻1附表12可查得=8.2g/= =2.85kg7.電熱元件的總長和總質(zhì)量=4=49.1574=196.628m=4=2.85=11.4kg8.校核元件表面負荷= =1.35 W/2.0W/故元件表面負荷合格，結(jié)果滿足設(shè)計要求。9.電熱元件的布置4組電熱元件，每組分成10折=4.92m絲狀電熱元件繞成螺旋狀，當(dāng)元件溫度低于950750時，由文獻1表5-5可知，螺旋節(jié)徑D=（68）d。因此，取D=7d=21mm。螺旋體圈數(shù)N和螺距分別為N=75圈h=/N=650/75=8.67mmh/d=

16、8.67/32.9h/d在24范圍內(nèi)設(shè)計合理電熱元件引出棒：1Cr18Ni9Ti，=12mm，l=500mm（十） 爐架和爐殼的設(shè)計 爐架和爐殼承受爐子砌體的重量及爐子所受的各種作用力，防止砌體開裂或倒塌，保證爐子順利工作。爐子構(gòu)架的結(jié)構(gòu)和形狀，可根據(jù)爐子要求的性能和用途參考類似的爐子選擇，通常還應(yīng)進行力學(xué)計算，確定各部分構(gòu)件的尺寸大小。構(gòu)架主要包括橫架、支柱和拱腳梁，通常用角鋼、槽鋼或工字鋼等型材焊接一起而成。根據(jù)爐子要求的性能和用途參考類似的爐子選擇，并且通過進行力學(xué)計算得拱腳梁：選用等邊角鋼；支 柱：選用兩根16槽鋼（也可裝置兩個14號的工字鋼）；上部拉桿：選用角鋼 截面積爐殼是用鋼板沿

17、爐架焊接而成的封閉殼體。它可以保護爐子砌體，保護爐子外觀整齊，加固爐子結(jié)構(gòu)，并保持爐子的封閉性，也可以支持部分附屬設(shè)備。爐殼焊好之后，通常都要在爐架爐殼內(nèi)外各部涂紅丹漆以防銹蝕，爐殼外表還要加涂一層漆灰漆或銀粉漆，以減低爐子熱輻射和便于保持清潔美觀。爐殼用的鋼板一般在35毫米內(nèi)，底板要承受較大的重量，后板要鉆孔安裝電加熱體引出棒用的螺栓底座，要用較厚的鋼板， （十一）爐子總圖，主要零部件圖及外部接線圖，砌體圖（十二）爐子技術(shù)指標(biāo)（標(biāo)牌）額定功率：25KW 額定電壓：220V最高使用溫度：700生產(chǎn)率：20Kg/h相數(shù)：單相 接線方法： +工作室有效尺寸：400500mm外形尺寸：1180120

18、0mm設(shè)計小結(jié)這次設(shè)計，我設(shè)計的是低溫井式爐電阻爐設(shè)計，剛開始拿到設(shè)計的任務(wù)書時沒有設(shè)計的思路，覺得很困難，再加上之前的熱處理爐的知識掌握不是很好，所以，開始階段很困難。到后來，指導(dǎo)老師給了我們設(shè)計模板以后，我的設(shè)計思路就清晰了，并且能按照說明很快的設(shè)計出說明書來。但是在CAD畫圖時又遇到了困難，CAD的掌握幾乎為零，后來只好去圖書館參閱相關(guān)CAD的資料，并且在設(shè)計過程中不斷嘗試，總算也是掌握了基本用法。這次的設(shè)計感受很深，首先是讓我把所學(xué)的理論知識應(yīng)用到實際中，這個設(shè)計過程中，遇到了許多理論與實際有所不一樣的地方，然后經(jīng)過同學(xué)之間的討論，以及老師的指導(dǎo)，我們也明白了不同的存在以及原因，這是很

19、大的收獲，其次，是學(xué)會如何用CAD畫圖，這個讓我們在以后的學(xué)習(xí)中又多掌握了一個工具。這次的設(shè)計讓我們的學(xué)習(xí)生活變得很豐富充足，并且能讓我們更牢固的掌握知識，所以，這次的設(shè)計受益匪淺。參考文獻1吉澤升 張雪龍 等 熱處理爐 哈爾濱工程大學(xué)出版社 1999年1月2熱處理車間設(shè)備編寫組 熱處理爐設(shè)計及熱處理車間設(shè)計山東人民出版社 1977年10月圖片像素 計算爐蓋的散熱損失 耐火層S1的平均溫度t1均 =400 工作濕度：20%-80%，請勿將產(chǎn)品置于潮濕的工作環(huán)境，產(chǎn)品不具備防水功能。（m2）； 求熱流量設(shè)計計算過程：（一） 爐型選擇根據(jù)設(shè)計任務(wù)書給出的生產(chǎn)特點及爐型要求，本設(shè)計采用高溫箱式爐。（

20、二）確定爐體結(jié)構(gòu)和尺寸 1. 熱處理爐生產(chǎn)率的確定已知爐子的有效尺寸為400×500，根據(jù)表5-1，同時考慮到任務(wù)書上的要求，爐子用于軸類工件熱處理，確定單位面積生產(chǎn)率p0=80120kg/(m2h最大縱剖面積F=0.4×0.5=0.2m2則生產(chǎn)率p= p0×F=1624 kg/ h取p=30kg/ h2. 爐襯材料及厚度的確定根據(jù)設(shè)計任務(wù)書給出的爐型要求，爐膛有效尺寸：400×500；大致確定爐襯材料及厚度如下：爐墻結(jié)構(gòu)： 115QN-0.8輕質(zhì)粘土磚+膨脹珍珠巖45mm <0.16g/cm3；爐底結(jié)構(gòu)：采用500mm QN-0.8輕質(zhì)粘土磚。爐

21、蓋結(jié)構(gòu)： 300mm QN-0.4輕質(zhì)粘土;電熱元件擱磚： 采用LZ-65高鋁磚;爐內(nèi)套筒 ：采用LZ-65高鋁磚材料制作成的套筒（三）計算砌體表面積砌體外廓尺寸按如下計算得： H實 = H效+（200300）mm H效=500mm即H實=700800mm取H實=700mmR實= R效+（200300）mm=（400500）mm取R實=400mmR外= R實+115+75=590mm灶膛外表面高度H外 = H實+ S底=700+500=1200mm3. 爐頂平均面積F頂內(nèi)=×=0.50F頂外=×span=1.09pF頂均=0.744. 爐墻平均面積F墻內(nèi)=×0.8

22、×0.7=1.76F墻外=×1.18×0.7=2.59F墻均=2.1755. 爐底平均面積F底內(nèi)=× =0.5F底外=×=1.09F底均=0.75（四）計算爐子功率 1. 根據(jù)經(jīng)驗公式法計算爐子功率由課本公式5-14 P安=C-0.5F0.9(t/10001.55式中系數(shù)C=30kWh 0.5/(m1.81.55，空窟升溫時間=1.5h，爐溫t=700，爐膛內(nèi)壁面積：F壁=2××0.4×高清多功能攝錄眼鏡說明書作者賣家：深圳市鑫宇飛科技有限公司（百度搜索）×為了更好的服務(wù)，本用戶手冊的內(nèi)容可能變更。因為產(chǎn)

23、品的性能和功能而發(fā)生的變更，將不做另行通知。一、所以，P安=C-0.5圖片僅供參考，請以實物為準(zhǔn)(t/10001、攝像頭、TF卡 3、麥克風(fēng) 4×(700/10001.55狀態(tài)指示燈、拍照、移動偵測鍵 8、USB接口產(chǎn)品簡介本產(chǎn)品是首款具有高清數(shù)碼攝像和拍照功能的眼鏡，TF卡存儲器，又名“眼鏡攝像機”，可拍攝照片和高畫質(zhì)視屏，本產(chǎn)品操作簡便，小巧精致，美觀實用，便于攜帶，是商務(wù)、教育、安防、媒體、司法、旅游、醫(yī)療、生活等領(lǐng)域必備的實用工具，深受各用戶的青睞。三、操作說明1、 各部件說明：1.1得，工件在加熱時應(yīng)取比熱容較大的鋼種類作為計算依據(jù)，以充分保證沒一類工件加熱時受熱充分。5）

24、共用一個透光孔，拍照時藍燈閃一次；常規(guī)攝像藍燈閃三次滅燈；移動偵測時藍等長亮紅燈閃三次滅雙燈。關(guān)機藍燈閃一次滅燈；充電時，紅燈閃爍，充滿電紅燈熄滅。1.22=1.051kJ/(kg(低合金鋼1.3、插座說明：Mini-4pin USB插座（圖示8），用于連接電腦或者充電器，是進行數(shù)據(jù)傳輸、充電和外接電源的接口。TF卡用于存儲文件（圖示2那么，Q件 =p（C件2t2C件1t03=20×(1.051×7000.486×20=14519.64、攝像模式：當(dāng)手表處于關(guān)機狀態(tài)時，按下開機鍵，雙燈亮，系統(tǒng)初始化完后紅燈滅，藍燈長亮，此時攝像機進入待機模式，短按下開機鍵（圖示2

25、 ），藍燈閃爍，為了節(jié)省電能，共閃爍三次，滅燈，此時攝像機已進入了攝像當(dāng)中，在攝像當(dāng)中，短按開機鍵，藍燈長亮，此時保存文件并停止攝像，回到待機狀態(tài)。為了更好的保侟文件，攝像每五分鐘保存一個文件。注：攝像為循環(huán)攝像，請保存好前面需要保存的文件，以免被后面的文件給覆蓋掉。5散=q*F在待機模式中，短按拍照鍵（圖示 7 ）即進行拍照，每短按一次拍照鍵（圖示假定界面上溫度分別為t2=530在待機模式中，長按拍照鍵（圖示7=607、移動磁盤：使用本機配備的USB那么，SUSB口（圖示8），另一端再連接到你的電腦USB接口上，此時電腦會彈出可移動盤標(biāo)識，您也可以在“我的電腦”找到“可移動磁盤”的盤符。當(dāng)本

26、機連接到電腦后，本機作為電腦的移動磁盤已經(jīng)開始工作了，你可以非常方便的通過電腦查看、傳輸、拷貝、刪除文件。本機影像文件保存錄為：1=0.294+0.212×10-3×615=0.424W/（注意：根據(jù)電腦配置或者系統(tǒng)差異，識別可移動磁盤的時間會稍有不同，請耐心等待，此期間最好不要進行攝像機的操作，以免對電腦識別硬件造成影響，如果長時間未識別到可移動磁盤，請嘗試重新插入，如果仍舊無法識別該硬件，請確認你的操作系統(tǒng)，驅(qū)動程序、USB接口、連接線是事都正常；為了避免對本機或電腦造成損害，請嚴(yán)格按照規(guī)范來連接、卸載本機，連接時必需先用隨機附帶的USB04+0.22×10-

27、3×295=0.105W/口，卸載時，當(dāng)提示“可以安全地從系統(tǒng)移除設(shè)備”時，先斷開電腦端的USB，再斷開與本機連接的且當(dāng)爐殼溫度為608、電腦網(wǎng)絡(luò)攝像頭功能：首先您必須在您的電腦上安裝隨機附帶光盤里的攝像頭驅(qū)動。把隨機附帶的光盤放入你電腦光驅(qū)，運行光盤里的STK02N 2.4.exe進行攝像頭驅(qū)動安裝，裝好攝像頭驅(qū)動后就可以使用電腦攝像頭了。按住拍照鍵（圖示7），聯(lián)接電腦，本機進入PC Camera（網(wǎng)絡(luò)攝像頭）模式，在該模式下，你可以方便的與好友視頻聊天、拍攝大頭貼了，等等。打開網(wǎng)絡(luò)攝像頭畫面：雙擊我的電腦.(備注：本機要在開機狀態(tài)聯(lián)接q墻=為了避免對本機或電腦造成損害，請嚴(yán)格按照規(guī)范來連接、卸載本機，連接時必需先用隨機附帶的USB延長線連接本機的USB口（圖示8），再連接到電腦上的USB口，卸載時，當(dāng)提示“可以安全地從系統(tǒng)移除設(shè)備”時，先斷開電腦端的，再斷開與本機連接的、驗算界面上的溫度9、充