熱處理電阻爐設(shè)計(jì)計(jì)算舉例

1、2022-5-71主講主講教師：汪炳叔教師：汪炳叔2022-5-72電阻爐是最主要的、應(yīng)用最廣的熱處理設(shè)備電阻爐是最主要的、應(yīng)用最廣的熱處理設(shè)備優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1)控溫精度和自動(dòng)化程度很高，準(zhǔn)確度可達(dá)控溫精度和自動(dòng)化程度很高，準(zhǔn)確度可達(dá)15；2)爐溫均勻性好，波動(dòng)范圍小，可控制在爐溫均勻性好，波動(dòng)范圍小，可控制在35；3)熱效率高，可達(dá)熱效率高，可達(dá)45%80%(煤氣爐煤氣爐25%)；4)便于采用可控氣氛；便于采用可控氣氛；5)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，體積小，便于組成流水線生產(chǎn)；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，體積小，便于組成流水線生產(chǎn)；6)其生產(chǎn)和熱處理工藝的機(jī)械化、自動(dòng)化、生產(chǎn)效率其生產(chǎn)和熱處理工藝的機(jī)械化、自動(dòng)化、生產(chǎn)

2、效率和生產(chǎn)質(zhì)量高，勞動(dòng)條件好，對(duì)環(huán)境污染較小。和生產(chǎn)質(zhì)量高，勞動(dòng)條件好，對(duì)環(huán)境污染較小。2022-5-73箱式電阻爐2022-5-74箱式電阻爐箱式電阻爐la、高溫箱式電阻爐：最高溫度、高溫箱式電阻爐：最高溫度1300，SiC棒作電熱元件。棒作電熱元件。特點(diǎn)：特點(diǎn)：l電熱元件直接布置在爐膛兩側(cè)，且不遮蔽，電熱元件直接布置在爐膛兩側(cè)，且不遮蔽，極少布置于爐頂和爐底，工件加熱依靠熱輻極少布置于爐頂和爐底，工件加熱依靠熱輻射。射。l砌筑材料要求高，高鋁磚或砌筑材料要求高，高鋁磚或SiC制品。制品。2022-5-752022-5-76lb、中溫箱式電阻爐：額定溫度、中溫箱式電阻爐：額定溫度950，合，

3、合金電熱元件金電熱元件Ni-Cr 。特點(diǎn)：特點(diǎn)：l1）電熱元件布置在爐子側(cè)壁和爐頂，依）電熱元件布置在爐子側(cè)壁和爐頂，依靠輻射加熱工件?？枯椛浼訜峁ぜ?。l2）爐襯采用密度不超過(guò)）爐襯采用密度不超過(guò)1.0g/cm3的輕質(zhì)耐的輕質(zhì)耐火粘土磚砌成，保溫層采用珍珠巖保溫磚火粘土磚砌成，保溫層采用珍珠巖保溫磚并填以蛭石粉、膨脹珍珠巖顆粒等材料。并填以蛭石粉、膨脹珍珠巖顆粒等材料。2022-5-77lb、中溫箱式電阻爐：額定溫度、中溫箱式電阻爐：額定溫度950，合金電熱，合金電熱元件元件Ni-Cr 。特點(diǎn)：。特點(diǎn)：3）在耐火層和保溫層間夾以硅酸鋁耐火纖維作為）在耐火層和保溫層間夾以硅酸鋁耐火纖維作為爐襯。

4、爐襯。l作用：爐襯變薄、重量減輕、爐襯蓄熱量減少、作用：爐襯變薄、重量減輕、爐襯蓄熱量減少、熱損失減少、降低爐子空載功率并縮短升溫時(shí)間。熱損失減少、降低爐子空載功率并縮短升溫時(shí)間。4）較大的爐子采用溫度分區(qū)控制，增進(jìn)溫度均勻）較大的爐子采用溫度分區(qū)控制，增進(jìn)溫度均勻性，性， 還可設(shè)置風(fēng)扇，以加快傳熱速度。還可設(shè)置風(fēng)扇，以加快傳熱速度。5）爐底電熱元件上方敷蓋耐熱鋼制爐底板，其材）爐底電熱元件上方敷蓋耐熱鋼制爐底板，其材料以鉻錳氮居多。料以鉻錳氮居多。2022-5-782022-5-79lc、低溫箱式電阻爐：、低溫箱式電阻爐：650 l有強(qiáng)制氣流循環(huán)和遠(yuǎn)紅外輻射加熱爐，前有強(qiáng)制氣流循環(huán)和遠(yuǎn)紅外輻

5、射加熱爐，前者靠對(duì)流傳熱。者靠對(duì)流傳熱。2022-5-710熱處理電阻爐的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)綜合性的技術(shù)工作：熱處理電阻爐的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)綜合性的技術(shù)工作：所需知識(shí)：爐子知識(shí)；熱處理工藝；機(jī)械設(shè)計(jì)；電所需知識(shí)：爐子知識(shí)；熱處理工藝；機(jī)械設(shè)計(jì)；電工及溫度控制等有關(guān)內(nèi)容；工及溫度控制等有關(guān)內(nèi)容；設(shè)計(jì)原則：密切結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，綜合運(yùn)用有關(guān)知識(shí)。設(shè)計(jì)原則：密切結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，綜合運(yùn)用有關(guān)知識(shí)。設(shè)計(jì)準(zhǔn)備：詳盡收集有關(guān)原始資料：設(shè)計(jì)準(zhǔn)備：詳盡收集有關(guān)原始資料：包括：生產(chǎn)任務(wù)包括：生產(chǎn)任務(wù)( (公斤或件公斤或件/ /小時(shí)或年小時(shí)或年) )及作業(yè)制度及作業(yè)制度( (一、二班或連續(xù)生產(chǎn)一、二班或連續(xù)生產(chǎn)) )；加熱工件的材料、

6、形狀、；加熱工件的材料、形狀、尺寸和重量；工件的熱處理工藝規(guī)程和質(zhì)量要求；尺寸和重量；工件的熱處理工藝規(guī)程和質(zhì)量要求；電源及車間廠房等條件；爐子的制造維修能力和電源及車間廠房等條件；爐子的制造維修能力和投資金額等。投資金額等。2022-5-711熱處理電阻爐的設(shè)計(jì)內(nèi)容熱處理電阻爐的設(shè)計(jì)內(nèi)容(1)(1)爐型的選擇；爐型的選擇；(2)(2)爐膛尺寸的確定；爐膛尺寸的確定；(3)(3)爐體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)爐體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)( (包括爐襯、構(gòu)架、爐門等包括爐襯、構(gòu)架、爐門等) )；(4)(4)電阻爐功率的計(jì)算及功率分配；電阻爐功率的計(jì)算及功率分配；(5)(5)電熱元件材料的選擇；電熱元件材料的選擇；(6)(6)電熱

7、元件材料的設(shè)計(jì)計(jì)算；電熱元件材料的設(shè)計(jì)計(jì)算；(7)(7)爐用機(jī)械設(shè)備和電氣、控溫儀表的設(shè)計(jì)與選用；爐用機(jī)械設(shè)備和電氣、控溫儀表的設(shè)計(jì)與選用；(8)(8)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的核算；技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的核算；(9)(9)繪制爐子總圖、砌體圖、零部件圖、安裝圖和繪制爐子總圖、砌體圖、零部件圖、安裝圖和編制電爐使用說(shuō)明書等隨機(jī)技術(shù)文件。編制電爐使用說(shuō)明書等隨機(jī)技術(shù)文件。 為某廠設(shè)計(jì)一臺(tái)熱處理電阻爐，其技術(shù)條件為：為某廠設(shè)計(jì)一臺(tái)熱處理電阻爐，其技術(shù)條件為： (1)(1)用途：用途：中碳鋼、低合金鋼毛坯或零件的淬火、正中碳鋼、低合金鋼毛坯或零件的淬火、正火及調(diào)質(zhì)處理。處理對(duì)象為中小型零件，無(wú)定型產(chǎn)品，處火及調(diào)質(zhì)處理。

8、處理對(duì)象為中小型零件，無(wú)定型產(chǎn)品，處理批量為多品種，小批量；理批量為多品種，小批量； (2)(2)生產(chǎn)率生產(chǎn)率：160kg/h； (3)(3)工作溫度工作溫度：最高使用溫度最高使用溫度950； (4)(4)生產(chǎn)特點(diǎn)生產(chǎn)特點(diǎn)：周期式成批裝料，長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)生產(chǎn)。周期式成批裝料，長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)生產(chǎn)。 1 1爐底面積的確定爐底面積的確定 因無(wú)定型產(chǎn)品，故不能用實(shí)際排料法確定爐底面積，因無(wú)定型產(chǎn)品，故不能用實(shí)際排料法確定爐底面積，只能用加熱能力指標(biāo)法。已知生產(chǎn)率只能用加熱能力指標(biāo)法。已知生產(chǎn)率p為為160kg/h，按表，按表51選擇箱式爐用于正火和淬火時(shí)的單位面積生產(chǎn)率選擇箱式爐用于正火和淬火時(shí)的單位面積生產(chǎn)

9、率p0為為120kg/(m2h)，故可求得爐底有效面積，故可求得爐底有效面積 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)給出的生產(chǎn)特點(diǎn)，擬選用箱式熱處理電根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)給出的生產(chǎn)特點(diǎn)，擬選用箱式熱處理電阻加熱爐，不通保護(hù)氣氛。阻加熱爐，不通保護(hù)氣氛。20133.1120160mPPF2022-5-715 有效面積與爐底總面積存在關(guān)系式有效面積與爐底總面積存在關(guān)系式F1/F=0.750.85，取系數(shù)上限，得爐底實(shí)際面積取系數(shù)上限，得爐底實(shí)際面積 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)磚尺寸，為便于砌磚，取根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)磚尺寸，為便于砌磚，取L =1.741m， B=0 .869m。2157. 185. 033. 185. 0mFF 由于熱處理箱式電阻爐設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考

10、慮裝出料方便，取由于熱處理箱式電阻爐設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮裝出料方便，取L/B=2：1，而，而F=LB=0.5L2，因此，可求得，因此，可求得mLBmFL886. 02/772. 12/772. 15 . 0/57. 15 . 0/ 2 2爐底長(zhǎng)度和寬度的確定爐底長(zhǎng)度和寬度的確定 3 3爐膛高度的確定爐膛高度的確定 按統(tǒng)計(jì)資料，爐膛高度按統(tǒng)計(jì)資料，爐膛高度H與寬度與寬度B之比之比H/B通常在通常在0.50.9之間，根據(jù)爐子工作條件，取之間，根據(jù)爐子工作條件，取H/B=0.7左右，根據(jù)左右，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)磚尺寸，選定爐膛高度標(biāo)準(zhǔn)磚尺寸，選定爐膛高度H=0.640m。因此，確定爐膛尺寸如下：因此，確定爐膛尺寸如下

11、：mmHmmBmmL64037926586922113224026542120174122123072230）（高）（）（）（）（寬）（）（長(zhǎng)爐底支撐磚厚度爐底支撐磚厚度拱角磚矮邊拱角磚矮邊高度高度爐底擱磚寬度爐底擱磚寬度磚磚 縫縫長(zhǎng)度長(zhǎng)度磚長(zhǎng)磚長(zhǎng) 為避免工件與爐內(nèi)壁或電熱元件擱磚相碰撞，應(yīng)使工為避免工件與爐內(nèi)壁或電熱元件擱磚相碰撞，應(yīng)使工件與爐膛內(nèi)壁之間有一定的件與爐膛內(nèi)壁之間有一定的空間，確定工作室有效尺寸為：空間，確定工作室有效尺寸為： L效效=1500mm ； B效效=700 mm； H效效=500mm 4 4爐襯材料及厚度的確定爐襯材料及厚度的確定 由于側(cè)墻、前墻及后墻的工作條件相似

12、，采用相同由于側(cè)墻、前墻及后墻的工作條件相似，采用相同爐襯結(jié)構(gòu)，即爐襯結(jié)構(gòu)，即113mmQN1.0輕質(zhì)粘土磚輕質(zhì)粘土磚+50mm密度為密度為250kg/m3的普通硅酸鋁纖維氈的普通硅酸鋁纖維氈+ 113mrnB級(jí)硅藻土磚。級(jí)硅藻土磚。 爐頂爐頂 采用采用113mmQN 1. 0輕質(zhì)粘土磚十輕質(zhì)粘土磚十80mm密度為密度為250kg/m3的普通硅酸鋁纖維氈十的普通硅酸鋁纖維氈十115mm膨脹珍珠巖。膨脹珍珠巖。 爐底爐底 采用三層采用三層QN1.0輕質(zhì)粘土磚輕質(zhì)粘土磚(67 3)mm + 50mm密度為密度為250kg/m3的普通硅酸鋁纖維氈十的普通硅酸鋁纖維氈十182mmB級(jí)級(jí)硅藻土磚和膨脹珍

13、珠巖復(fù)合爐襯。硅藻土磚和膨脹珍珠巖復(fù)合爐襯。 爐門爐門 用用65mmQN1.0輕質(zhì)粘土磚輕質(zhì)粘土磚+80mm密度為密度為250kg/m3的普通硅酸鋁纖維氈的普通硅酸鋁纖維氈+65mmA級(jí)硅藻土磚。級(jí)硅藻土磚。 爐底隔磚采用重質(zhì)粘土磚，電熱元件擱磚選用重質(zhì)爐底隔磚采用重質(zhì)粘土磚，電熱元件擱磚選用重質(zhì)高鋁磚。高鋁磚。（注（注67=65+2，2是磚縫的寬度。）是磚縫的寬度。） 2022-5-721爐底板材料選用爐底板材料選用CrMnN耐熱鋼，根據(jù)爐底實(shí)際尺寸耐熱鋼，根據(jù)爐底實(shí)際尺寸給出，分三塊或四塊，厚給出，分三塊或四塊，厚20mm。 砌體外廓尺寸如圖砌體外廓尺寸如圖515所示所示（教材圖（教材圖5

14、-9）。）。 L外外=L+2(115+50+115) = 2360mm B外外=B+2(115+50+115)=1490mm H外外=H+f+(115+80+115)+674+50+182 爐爐 頂頂 厚厚 4 塊粘土磚高塊粘土磚高 爐爐 底保溫層厚底保溫層厚 =640+116+310+268+50+182 =1566 mm 式中：式中：f 拱頂高度，此爐子采用拱頂高度，此爐子采用600標(biāo)準(zhǔn)拱頂，取拱弧標(biāo)準(zhǔn)拱頂，取拱弧半徑半徑R=B，則，則f可由可由f =R(1- co300 )求得。求得。爐墻面積包括側(cè)墻及前后墻，為簡(jiǎn)化計(jì)算將爐門包括在爐墻面積包括側(cè)墻及前后墻，為簡(jiǎn)化計(jì)算將爐門包括在前墻內(nèi)。

15、前墻內(nèi)。 F墻內(nèi)墻內(nèi)=2LH十十2BH= 2H(L十十B) =20.640(1.741+0.869) =3 .341m2 F墻外墻外=2H外外(L外外+B外外)=21.566 (2.360+1.490) =12 .058m21.爐頂平均面積爐頂平均面積 222360. 2516. 3585. 1516. 3360. 2490. 1585. 1741. 16869. 014. 3262mFFFmLBFmLRF頂外內(nèi)頂頂均外外頂外頂內(nèi)2爐墻平均面積爐墻平均面積五、計(jì)算爐子功率五、計(jì)算爐子功率 1 1根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式法計(jì)算爐子功率根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式法計(jì)算爐子功率 由式由式(514) 222304. 2516.

16、 351. 1516. 3360. 2490. 151. 1741. 1869. 0mFFFmLBFmLBF底外底內(nèi)底均外外底外底內(nèi)55.19.05.0)1000(tFCP升安爐底平均面積墻外墻內(nèi)墻均.3)(25.668.11341.32mFFF2022-5-725式中：空爐升溫時(shí)間(h)； F爐膛內(nèi)壁面積(m2) t爐溫()； C系數(shù)，熱損失大的爐子，C3035；熱損失小的爐子，C2025，單位為(kwh0.5)(m1.81.55)。這種方法適用于周期作業(yè)封閉式電阻爐，使用時(shí)需注意使用條件并參考有關(guān)文獻(xiàn)。取式中系數(shù)取式中系數(shù)C=30(kW Wh0.5)/(m1.8 8C1.55)，空爐升溫時(shí)

17、間，空爐升溫時(shí)間假定為假定為升升= 4h，爐溫，爐溫t =950，爐膛內(nèi)壁面積，爐膛內(nèi)壁面積F壁壁 由經(jīng)驗(yàn)公式法計(jì)算得由經(jīng)驗(yàn)公式法計(jì)算得P安安75 (kW)kWtFCPmF1 .74)1000950(44. 6430)1000(44. 6741. 136060869. 014. 32869. 0741. 1)64. 0869. 0(2)640. 0741. 1255. 19 . 05 . 055. 19 . 05 . 0200升安壁所以（ (1)(1)加熱工件所需的熱量加熱工件所需的熱量Q Q件件 由附表由附表6得，工件在得，工件在950及及20時(shí)比熱容分別為時(shí)比熱容分別為 C件件2 = 0.

18、 63kJ/(kg ) ， C件件1=0.486kJ/(kg)，根據(jù)式根據(jù)式(51) Q件件= P(C件件2 t1C件件1to) =160 (0.63950-0.486 20) =95117 kJ/h （ p每小時(shí)裝爐量）每小時(shí)裝爐量） (2)通過(guò)爐襯的散熱損失通過(guò)爐襯的散熱損失Q散散 由于爐子側(cè)壁和前后墻爐襯結(jié)構(gòu)相似，故作統(tǒng)一數(shù)據(jù)由于爐子側(cè)壁和前后墻爐襯結(jié)構(gòu)相似，故作統(tǒng)一數(shù)據(jù)處理，為簡(jiǎn)化計(jì)算，將爐門包括在前墻內(nèi)處理，為簡(jiǎn)化計(jì)算，將爐門包括在前墻內(nèi)。2根據(jù)熱平衡計(jì)算爐子功率根據(jù)熱平衡計(jì)算爐子功率）（）（）（件15/1122hkJtctcPQ 根據(jù)式根據(jù)式(115）niiinFstt111散對(duì)于

19、爐墻散熱，如圖對(duì)于爐墻散熱，如圖516所所示，首先假定界面上的溫度及爐示，首先假定界面上的溫度及爐殼溫度，殼溫度，t2 墻墻 = 7800 ，t3 墻墻 = 485，t t4 墻墻=60則則 耐火層耐火層S1的平均溫度的平均溫度 ts1均均=（950+780）/2=865，硅酸鋁纖維層硅酸鋁纖維層S2的平均溫度的平均溫度 ts2均均=（780+485）/2=632.5,硅藻土磚層硅藻土磚層S3的平均溫度的平均溫度 ts3均均=（485+60）/2=272.5，S1、S3層爐襯的熱導(dǎo)率由附表層爐襯的熱導(dǎo)率由附表3得得 1=0 .29+0.256 10-3 ts1均均 =0.29+0.256 10

20、-3 865=0.511W/(m) 3=0.131+0.23 10-3 ts3均均 =0.131+0.23 10-3 272.5=0.194W/(m)。 普通硅酸鋁纖維的熱導(dǎo)率由附表普通硅酸鋁纖維的熱導(dǎo)率由附表4查得，在與給定溫查得，在與給定溫度相差較小范圍內(nèi)近似認(rèn)為其熱導(dǎo)率與溫度成線性關(guān)系，度相差較小范圍內(nèi)近似認(rèn)為其熱導(dǎo)率與溫度成線性關(guān)系，由由tS2均均= 632.5 ，得，得 2=0 .129W/ ( m) 當(dāng)爐殼溫度為當(dāng)爐殼溫度為60，室溫為，室溫為20時(shí)，由附表時(shí)，由附表2經(jīng)近似經(jīng)近似計(jì)算得計(jì)算得=12. 17W /(m2 2) （綜合傳熱系數(shù)）（綜合傳熱系數(shù)） 求熱流求熱流23322

21、11/4.73017.121194.0115.0129.005.0511.0115.0209501mWasssttgqa墻不需重算。不需重算。滿足設(shè)計(jì)要求墻墻墻墻墻墻墻墻墻墻墻%,5%64. 2%1004854858 .4978 .497129. 005. 04 .7306 .788,%,5%1 . 1%1007807806 .7886 .788511. 0115. 04 .73095033322232221112tttSqtttttSqtt驗(yàn)算交界面上的溫度驗(yàn)算交界面上的溫度t t2 2墻墻、t t3 3墻墻滿足一般熱處理電阻爐表面溫升滿足一般熱處理電阻爐表面溫升50的要求。室溫的要求。室溫

22、20 驗(yàn)算爐殼溫度驗(yàn)算爐殼溫度t t4 4墻墻 Sqtt709 .64194. 0115. 04 .7308 .4973334墻墻墻計(jì)算爐墻散熱損失計(jì)算爐墻散熱損失 Q墻散墻散=q墻墻F墻均墻均=730 .4 6.25=4562.5W同理可以求得同理可以求得 t2頂頂=844 .39； t3頂頂=562 .6 ； t4頂頂=53； q 頂頂= 485 .4 W/m2 t2底底=782 .2，t3底底568 .54，t4底底=53.7， q底底=572 . 2 W/m2 爐頂通過(guò)爐襯散熱爐頂通過(guò)爐襯散熱 Q頂散頂散=q頂頂F頂均頂均=485.42.29=1111.6 W 爐底通過(guò)護(hù)襯散熱爐底通過(guò)

23、護(hù)襯散熱 Q底散底散=q底底.F底均底均=572.2 2.23=1276 W整個(gè)爐體散熱損失整個(gè)爐體散熱損失 Q散散=Q墻散墻散+Q頂散十頂散十Q底散底散 =4562 .5+1111 .6+1276 =6950 .1w （因?yàn)椋ㄒ驗(yàn)?W=3.6kJ/h）所以所以 Q散散 =3.6 6950.1=25020 .4kJ/h606=0.1爐門開啟率爐門開啟率 t =(3)(3)開啟爐門的輻射熱損失開啟爐門的輻射熱損失 設(shè)裝出料所需時(shí)間為每小時(shí)設(shè)裝出料所需時(shí)間為每小時(shí)6分鐘，根據(jù)式分鐘，根據(jù)式(56) 100100675. 56 . 344）（）（輻TaTgFt式中：式中：C黑體輻射系數(shù)；黑體輻射系數(shù)

24、； F爐門開啟面積或縫隙面積（爐門開啟面積或縫隙面積（m）；）； 3.6系數(shù)；系數(shù)；爐口遮蔽系數(shù)；爐口遮蔽系數(shù)； t爐門開啟率爐門開啟率(即平均即平均1小時(shí)內(nèi)開啟的時(shí)間小時(shí)內(nèi)開啟的時(shí)間)，對(duì)常開爐門或爐壁，對(duì)常開爐門或爐壁縫隙而言縫隙而言t=1。2640. 02H 因?yàn)橐驗(yàn)門g=950+273=1223K，T=20+273=293K，由于正常工作時(shí)，爐門開啟高度為爐膛高度的一半，故由于正常工作時(shí)，爐門開啟高度為爐膛高度的一半，故 爐門開啟面積爐門開啟面積 F=B =0.869=0.278m2由于爐門開啟后，輻射口為矩形，且由于爐門開啟后，輻射口為矩形，且H/2與與B之比為之比為 0.32/0.

25、869= 0.37，（可看出此為一拉長(zhǎng)，（可看出此為一拉長(zhǎng)的矩形），爐門開啟高度與爐墻厚度之比為的矩形），爐門開啟高度與爐墻厚度之比為H/S=0.32/0.28=1.14，由圖，由圖114第第1條線查得條線查得=0.7，故，故 hkJTTgFQ/75.8877)100293()1001223(7 . 01 . 0278. 06 . 3675. 5100100675. 56 . 34444）（）（輻0.28 = (0.113+0.002)+(0.113+0.002)+0.05 (m)ttttttmkJCamkgagaggaa640)20950(3220)(32,20)/(342. 110/29.

26、 133近似認(rèn)為：為溢氣溫度，得，由附表冷空氣密度hmHHBqVa/1 .31432. 032. 0869. 019972219973(4)(4)開啟爐門溢氣熱損失開啟爐門溢氣熱損失 溢氣熱損失由式溢氣熱損失由式(57 Q吸吸 )得得 Q溢溢 =qVC(ttg t)t其中，其中，qV由式（由式（58 qva=1997BH ）得）得 H 其它熱損失約為上述熱損失之和的其它熱損失約為上述熱損失之和的10%20%，故，故 Q它它=0.13(Q件件+Q散散+Q輻輻+Q溢溢)=0.13 (95117+25020.4+8877.75+33713) =23346 .1 kJ/hhkJttCqQtagaaVa

27、/337131 . 0)20640(342. 129. 11 .314）（溢3600115總安）由式（KQP其中其中Q輔輔=0，Q控控=0，由式，由式(5l0)得得 Q總總=Q件件+Q輔輔+Q控控+Q散散+Q輻輻+Q溢溢+Q它它 =95117+25020.4+8877.75+33713+23346.1 =202931.2 kJ/h360020293124 . 1 其中其中K為功率儲(chǔ)備系數(shù)，本爐設(shè)計(jì)中為功率儲(chǔ)備系數(shù)，本爐設(shè)計(jì)中K取取1.4，則，則 P安安= =78.9 Kw與標(biāo)準(zhǔn)爐子相比較，取爐子功率為與標(biāo)準(zhǔn)爐子相比較，取爐子功率為75kW。 由式由式(5(512)12) %3 .59%100)

28、337137 .8877(2 .20293195117）（溢輻總件QQQQ%2.47%1002.20293195117%100總件QQ）（總件125%100QQ kwQQP4 .1336001 .233464 .250203600它散空 由于所設(shè)計(jì)爐子的耐火層結(jié)構(gòu)相似，而保溫層蓄由于所設(shè)計(jì)爐子的耐火層結(jié)構(gòu)相似，而保溫層蓄熱較少，為簡(jiǎn)化計(jì)算，將爐子側(cè)墻、前后墻及爐頂按熱較少，為簡(jiǎn)化計(jì)算，將爐子側(cè)墻、前后墻及爐頂按相同數(shù)據(jù)計(jì)算，爐底由于砌磚方法不同，進(jìn)行單獨(dú)計(jì)相同數(shù)據(jù)計(jì)算，爐底由于砌磚方法不同，進(jìn)行單獨(dú)計(jì)算，因升溫時(shí)爐底板也隨爐升溫，也要計(jì)算在內(nèi)。算，因升溫時(shí)爐底板也隨爐升溫，也要計(jì)算在內(nèi)。1.爐

29、墻及爐頂蓄熱爐墻及爐頂蓄熱頂粘 0.97(1.741+0.276) 0.115=0.225m3后前粘2(0.869+0.1152)(160.067+0.135)=0.305m3側(cè)粘 21.741(120.067+0.135) 0.115=0.376m3拱角磚的厚度拱角磚的厚度頂珍 2.31.430.115=0.378 m3后前硅21.43(160.067+0.135) 0.115=0.397 m3側(cè)硅2(120.067+0.135) (1.741+0.115) 0.115=0.401 m3頂纖1.071(1.741+0.276)0.08=0.13 m3后前粘 2(0.87+0.1152)(16

30、0.067+0.135)0.05=0.133 m3側(cè)纖2(1.741+0.115) (120.067+0.135) 0.05=0.174 m3由式（由式（59）得：得：tttkgkJtCtttttCVttCVttCVQ2 .64328 .4976 .7882/ )()/(066.13 .8691026. 084.01026.084.033 .86926 .7889502/3321000纖粘粘墻粘硅硅硅硅纖纖纖纖粘粘粘粘蓄得查附表）（因?yàn)椋ǎǎㄐ钚?V11(C1t1-C1t0)+V22（C2t2-C2t0）（）（kJ） （59）)/(91. 04 .2781025. 084. 01025.

31、 084. 033 .28126498 .4972/ )()/(99. 02 .6431028. 081. 01028. 081. 03334333kgkJtCtttkgkJtC硅硅墻墻硅纖纖得查附表得查附表1.爐底蓄熱計(jì)算爐底蓄熱計(jì)算kJttCVVVttCVVVttCVVVQ1032238203 .28191. 0105 . 0378. 0397. 0401. 0202 .64399. 01025. 0173. 0133. 0174. 0203 .869. 0066. 1100 . 1225. 0305. 0376. 03330001）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（所以得硅硅

32、硅頂硅前后硅側(cè)硅纖纖纖頂纖前后纖側(cè)纖粘粘粘頂粘前后粘側(cè)粘蓄查附表3得tttkgkJtCtttkgkJtCtttmVmV3112/7 .535 .5682/999. 06751028. 081. 01028. 081. 036752/5 .5682 .7882/065. 11 .8661026. 084. 01026. 084. 01 .8662/2 .7829502/600. 0182. 043. 13 . 2164. 005. 043. 13 . 2433332332133）（）（）（得查附表）（）（）（）（）（由于底底底硅底纖底纖底底底纖底粘底粘底底粘底硅底纖3 3爐底板蓄熱爐底板蓄熱 根

33、據(jù)附表根據(jù)附表6查得查得950和和20時(shí)高合金鋼的比熱容分時(shí)高合金鋼的比熱容分別為別為C板板2 = 0 . 670kJ/( kg )和和C板板1 =0.473kJ/(kg)。經(jīng)計(jì)算爐底板重量經(jīng)計(jì)算爐底板重量G=242kg，所以有，所以有Q蓄板蓄板=G(C板板2t1-C板板1t0)=242（636.5-9.46）=151743.6kJkJQkgkJtC389880)20311(918.0105.06.0)20675(990.01025.0164.0)201.866(065.1100.134.0)/(918.03111025.084.01025.084.033333底蓄底硅底硅所以得 對(duì)于一般周期

34、作業(yè)爐，其空爐升溫時(shí)間在對(duì)于一般周期作業(yè)爐，其空爐升溫時(shí)間在3-8小時(shí)內(nèi)小時(shí)內(nèi)均可，故本爐子設(shè)計(jì)符合要求。因計(jì)算蓄熱時(shí)是按穩(wěn)定態(tài)均可，故本爐子設(shè)計(jì)符合要求。因計(jì)算蓄熱時(shí)是按穩(wěn)定態(tài)計(jì)算的，誤差大，時(shí)間偏長(zhǎng)，實(shí)際空爐升溫時(shí)間應(yīng)在計(jì)算的，誤差大，時(shí)間偏長(zhǎng)，實(shí)際空爐升溫時(shí)間應(yīng)在4小小時(shí)以內(nèi)。時(shí)以內(nèi)。由由式式(5(513)13)得空爐升溫時(shí)間得空爐升溫時(shí)間Q蓄蓄=Q蓄蓄1+Q蓄底蓄底+Q蓄板蓄板 =1032238+389880+15174.36=1573861.6kJhPQ8 . 57536006 蓄升 75kW功率均勻分布在爐膛兩側(cè)及爐底，組成功率均勻分布在爐膛兩側(cè)及爐底，組

35、成Y、或或YY,、接線。供電電壓為車間動(dòng)力電網(wǎng)、接線。供電電壓為車間動(dòng)力電網(wǎng)380 V 。核算爐膛布置電熱元件內(nèi)壁表面負(fù)荷，對(duì)于周期式作業(yè)核算爐膛布置電熱元件內(nèi)壁表面負(fù)荷，對(duì)于周期式作業(yè)爐，內(nèi)壁表面負(fù)荷應(yīng)在爐，內(nèi)壁表面負(fù)荷應(yīng)在1535kw/m2之間，常用為20 25kw/m2之間。表面負(fù)荷在表面負(fù)荷在20 25kW/m2常用的范圍之內(nèi)，故符合設(shè)計(jì)常用的范圍之內(nèi)，故符合設(shè)計(jì)要求。要求。22/05.2074. 375/74. 3869. 0741. 164. 0741. 122mkWFPWmFFF電安電底電側(cè)電 1 1圖表法圖表法 由附表由附表15查得查得0Cr25A15電熱元件電熱元件75kW箱

36、式爐箱式爐YY接接線，直徑線，直徑d = 5mm時(shí)，其表面負(fù)荷為時(shí)，其表面負(fù)荷為1. 58W/cm2。每組元。每組元件長(zhǎng)度件長(zhǎng)度L組組=50.5m，總長(zhǎng)度，總長(zhǎng)度L總總 = 303. 0m,元件總重量元件總重量G總總=42 .3kg, 2 2、理論計(jì)算法、理論計(jì)算法 (1)求求950時(shí)電熱元件的電阻率時(shí)電熱元件的電阻率t 當(dāng)爐溫為當(dāng)爐溫為950時(shí)，電熱元件溫度取時(shí)，電熱元件溫度取1100，由附表，由附表12查得查得0Cr25A15在在20時(shí)電阻率時(shí)電阻率20=1.40mm2/m， 由最高使用溫度由最高使用溫度950，選用線狀，選用線狀0Cr25Al5合金合金作電熱元件，接線方式采用作電熱元件，

37、接線方式采用YY。2022-5-7522022-5-753(4)(4)每組電熱元件端電壓每組電熱元件端電壓 由于采用由于采用YY接法，車間動(dòng)力電網(wǎng)端電壓為接法，車間動(dòng)力電網(wǎng)端電壓為380V，故，故每組電熱元件端電壓即為每相電壓每組電熱元件端電壓即為每相電壓 由于采用由于采用YY接法，即三相雙星形接法，每組元件功率接法，即三相雙星形接法，每組元件功率 (2)(2)確定電熱元件表面功率確定電熱元件表面功率 由圖由圖53，根據(jù)本爐子電熱元件工作條件取，根據(jù)本爐子電熱元件工作條件取 W允允 =1.6W/CmkWnP5.12237575組電阻溫度系數(shù)電阻溫度系數(shù)=410-5-1，則，則1100下的電熱元件電阻下的電熱元件電阻率為率為t=20(1+t)=1.4010-51100)=1.46mm2/m (5)(5)電熱元件直徑電熱元件直徑 線狀電熱元件直徑由式線狀電熱元件直徑由式(524)得得取取d=5mm (6)(6)每組電熱元件長(zhǎng)度和重量每組電熱元件長(zhǎng)度和重量 每組電熱元件長(zhǎng)度由式每組電熱元件長(zhǎng)度由式(525)得得每組電熱元件重量由式每組電熱元件重量由式(526)得得