熱處理設(shè)備課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書

書22頁(yè))本頁(yè)僅作為文檔封面，使用時(shí)可以刪除Thisdocumentisforreferenceonly-rar21year.March熱處理電阻爐 課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 編學(xué)院金屬系2010 年3 月目錄2（）膛尺寸的確定 2（二）襯材料的選擇 3（三）體結(jié)構(gòu)的4（四）襯厚度的確定 5（五）襯散損失的算 8（六）元件的9（七）功率的分配 11二的步驟與內(nèi)容 12三任務(wù)書 14四課程參考資料 16附錄 17附表1 螺旋元件的修正系數(shù)及允許表面負(fù)荷 17附表2 常用型鋼 17附表3 元件常用數(shù)據(jù) 21附表4 常用單位換算表 22g

件1po[kg/m2·h]統(tǒng)資來步驟

=g /p出F L /B =~2o件 效 效效o即可

B 按所B L效 效 效效后尚需修正使其與相近?？蓙泶_按工不其2為了保證操作加均勻工與留出。箱中規(guī)工到內(nèi)壁為0.15m靠門溫偏低工門口出~0.2m因此內(nèi)腔為：B =B +2~ (m)L =L +~ (m)砌效中工至保持工至頂~0.25m因此內(nèi)腔為：=+2~ (m)砌H =H砌

效+2~ (m)效3箱箱H

砌尚的砌算原則中溫輻射傳為主稍些面求從到頂保持~0.3m統(tǒng)資大多數(shù)箱H 與B砌 砌67mm2mmn

砌H =67n29mm）砌二襯材料選擇襯指是耐火材料與保材料筑而成耐火和保耐火直接承受作用以及氣侵蝕襯結(jié)構(gòu)強(qiáng)主要于耐火保作用是保隔減少襯損失使殼不致過對(duì)襯結(jié)構(gòu)強(qiáng)只起輔助作用襯材料選擇原則如1、耐火材料主要應(yīng)材料最使用其次應(yīng)保證襯有要的結(jié)構(gòu)強(qiáng)和較小蓄損失應(yīng)保證襯有要結(jié)構(gòu)強(qiáng)前提盡可能用耐火材料減少耐火材料使用過處用1.0g/cm3耐火前耐火和耐火耐火有提如0.6g/cm3耐強(qiáng)過提倍多這用作襯創(chuàng)造極有利條前有不少箱已用這種耐火耐火再襯硅酸鋁耐火氈最面是硅藻磚和蛭石粉混合結(jié)構(gòu)這種襯總厚原來薄空升間原來下降 4050%節(jié)效果。從節(jié)能方面對(duì)周期作用耐火襯最這種爐不僅節(jié)能而襯、、形尺寸小、成采用耐火襯以預(yù)計(jì)耐火襯將會(huì)到廣泛使用。2、保主要應(yīng)最使用、導(dǎo)系、容等幾個(gè)應(yīng)盡選擇小、小材料要保證材料最使用溫于保與耐火接觸面保證子表面升不過50有還要保對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)輔助作用。三體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、、和、爐和蓋。1、底起保和承作用用如結(jié)構(gòu)自而底鋼板→石棉板→用硅藻立成方格方格填充蛭石粉→平鋪硅藻→平鋪耐火→支撐底板豎參教材70頁(yè)圖 5-8和6頁(yè)圖 。爐底耐火層及保溫層的厚度，可參考爐墻的厚度來決定。一般可比爐墻厚一些。注意支撐爐底板的重質(zhì)粘土磚應(yīng)安放在輕質(zhì)耐火粘土磚上，不要直接安放在硅藻土磚上。2、爐壁7001000℃的中溫電阻爐的爐壁一般由 m耐火層（輕質(zhì)耐火磚）、保溫層（硅藻土磚和蛭石粉混合結(jié)構(gòu)）和 石棉板組成，外包一層爐外殼鋼板（厚A3鋼）。石棉板起均溫和吸潮作用，保溫層厚度由傳熱計(jì)算確定。中溫電阻爐的爐壁還可采用如下結(jié)構(gòu)（自外而內(nèi)）：爐壁鋼板→石棉板（510mm）→礦渣棉→硅藻土磚（115mm）→輕質(zhì)耐火粘土磚（115mm）。礦渣棉的厚度根據(jù)爐溫和爐外壁面溫升通過傳熱計(jì)算確定。3、爐頂（箱式爐）60ο的拱角用的最多，稱為標(biāo)準(zhǔn)拱角，此時(shí)拱頂圓弧半徑與爐。拱頂重而形成的作用拱角上，而拱角一般用重質(zhì)磚，以。而拱頂采用輕質(zhì)以輕質(zhì)保溫（蛭石粉）作保溫層。拱磚通過支撐磚（用重質(zhì)磚）與爐的拱（常為角鋼鋼）的爐有鋼結(jié)構(gòu)來支撐拱，以輕爐負(fù)。以下拱和直用鋼的計(jì)。爐度B為1000mm113mm1.0g/cm2輕質(zhì)粘土磚拱頂（還應(yīng)一直形磚）時(shí)，爐的拱頂重為 130kg，在9001000℃溫度內(nèi)，60ο拱頂P為320。爐1m安裝一根直的鋼時(shí)，拱可選5號(hào)邊鋼，爐殼上直的鋼可選號(hào)邊角鋼。為增強(qiáng)爐殼剛性，實(shí)際上拱角可選810角鋼（鋼），直鋼可選號(hào)角鋼。4、爐門（箱式爐）爐門包括爐門洞口，爐門框和爐門。門洞口小證裝出料便滿足裝元件維修的需小截尺寸小損失護(hù)元件（230mm）。爐的磚磨檫撞擊，應(yīng)采用重質(zhì)耐火磚。、影響密封性。做的螺栓安裝在架上上通常有限制上下運(yùn)動(dòng)的軌道。常制架然在其中砌耐火磚和保溫磚。應(yīng)保證子操作方便、口密封性好并盡減少熱損失。其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要點(diǎn)是：（1）有足夠厚的保溫層（中溫邊緣與要重要壓緊；（4）下緣通常楔入工作臺(tái)的砂槽內(nèi)；（5）與的接觸面應(yīng)進(jìn)行機(jī)加工以保證良好的密封性等。此外筑砌時(shí)砌磚體表面應(yīng)從四周向中間逐在上要設(shè)。的以方便在外安裝。常的壓緊方是在面設(shè)楔下時(shí)上的楔入上的楔槽道內(nèi)。向下壓緊；常的壓緊方是在口設(shè)計(jì)斜度利自使壓緊。此外還有偏心壓緊和絲杠壓緊等方。起閉機(jī)構(gòu)式繁多。中小型子多數(shù)靠人工起閉起閉頻繁的電動(dòng)、氣動(dòng)液壓機(jī)械起閉。5、蓋（井式）方便起閉中、小型井式的作體大型井式的爐有的作對(duì)分式。的起閉機(jī)構(gòu)有所不同目前常的有手動(dòng)、動(dòng)和壓機(jī)構(gòu)小型井式蓋多動(dòng)杠桿式起閉機(jī)構(gòu)這種機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)、靈活、（參考《熱處理及車間設(shè)備》南京機(jī)制造學(xué)校主編1255-30）。6、設(shè)計(jì)砌磚體結(jié)構(gòu)時(shí)還應(yīng)考慮：砌磚體尺寸應(yīng)是標(biāo)準(zhǔn)尺寸（230、113、65等）的整數(shù)倍（應(yīng)計(jì)入灰縫尺寸）。其在砌磚體的高度方向上砍削磚的方來滿足砌磚體尺寸?？诘忍厥馇闆r外應(yīng)盡避免耐火磚接通以減少熱短路損失。襯灰縫尺寸壁底灰縫不大于 2mm頂?shù)幕铱p不大于1.5mm控氣氛灰縫不大于 1mm。的磚應(yīng)以磚的磚1/4。在磚的筑砌體。（5）砌磚體必須留膨脹縫。對(duì)粘土磚和硅藻土磚而言每米砌磚體的膨脹縫為5~6mm。膨脹縫應(yīng)錯(cuò)開使彼此不相通，以避免漏氣和增大熱損失?？p內(nèi)充填耐火纖維或馬糞紙。（6）為防止電熱元件腐蝕，支承或固定電熱元件的材料應(yīng)采用高鋁質(zhì)或鋼玉陶瓷。如電熱元件隔板磚和電熱絲引出棒套管等。6、爐架與爐殼構(gòu)等。爐架使?fàn)t子架避免爐體與，熱損，便的作高度。用3~5mm度的鋼板。外，或。、防外，還以爐殼的熱損失。（）爐度的定度應(yīng)不能的強(qiáng)度和能力使熱損失增加，增加熱損失。對(duì)于爐，熱損失能量，爐不能。爐的應(yīng)通熱定。爐的定為。，。1、爐度的不50~70。在時(shí)各爐熱的，為各的熱q度為 t1，外度t=7，t0=20，通爐的熱密度為：tt 7020q 2 1/

1/1283

641

(W/m2)（1） 采用爐結(jié)構(gòu)時(shí)度為: 1

t2q（2）采用爐時(shí)，定耐火的度，出耐火與的度，出的度。定耐火度為，度1t和度 。t2 2t2q 1t2

1 (t

t)a

b(tt)1212 / 11 1 1a a 1a212b(q at05b2111111t2

2 1 1 2b12q2 22q2

t)

1

3t)a3

b(t

t 2)32)33q2222δ33q22221

和δ再求第三2tt。此墻內(nèi)、外表面溫t1tt

仍已知只需計(jì)算確

以及未知界3面溫。

3值。計(jì)算順序是：

2

最后算出3

方法同32、校核例）根據(jù)上面估算和界面溫計(jì)算出各Fm1和3m1m2Fm2及外壁表面積F并算出各平均熱導(dǎo)率λ 和λ 。3m1m2根據(jù)F 、F 、F和λ 、λ 計(jì)算出再由Q計(jì)算出子外壁表面溫m1 m2 3 m1 m2t3和界面溫t2。ttt1Q 1

10 1 2 FF1

Fm2 m2 3t2 1

Q 1F1 1t3 2

Q 2Fm2 m22t2t3與估算值t2t35t’、t3取代t2t32直到前后相差在5%以內(nèi)。取此t

2、t3

穩(wěn)值t*2

、t*。3果t*3

70℃則說明太薄加t*3

低于70℃太果t*2計(jì)。

散力準(zhǔn)衡功般來講按升階段所來對(duì)Q散Q

散

散Q =Q +

+Q +Q門

壁1F F Fm2m1 m2 3Am1(F1)=2L1H1+2B1H1-B H內(nèi) 門(F1)=2L’H’+2B’H’-B H外1 1 1 1 門F (F) (F)

(F)/(F)>21內(nèi)1

11內(nèi)F F) (F)

FF2m1 11外

11內(nèi)

’1

B’1

H’1

B 門

門2。m1 m23。Σ 側(cè)4Q 壁tt壁1Q 1壁1

3.6

(kJ/h)1F F 2 F1F

m2 m2 3t1膛t0空12t=20。12Q Q Q Q 。底 門 壁計(jì)案及供壓了n每所P及端壓U就項(xiàng)參容本身的dl重量二安裝Dh絲狀元12W W/cm2ρ根據(jù)式確絲徑d長(zhǎng)度允 tl。3d34.33

P2tU

(mm)允U2 lPt

d21034

(m)UPdd的3

允2

允lhLh(2~4)dLDhLDh。D<1000℃D=6~8dt>100℃D=4~6dD前h再判斷h=2~4dDg0DD=~8d新3各種參數(shù)相互不計(jì)不阻阻4~7mmd<4mm阻絲高使壽命短d>7mm阻均較如何才能各參數(shù)相互規(guī)律從找解決辦法例析。n增加數(shù)例相改三相Y改雙Y者使n3增加6使阻d減小而總增加總量減少阻縮短其使壽命壽命與其正比爐減少數(shù)相反。U當(dāng)增Y改△ 阻將減小總將增不利于材料料量將減少。dtPγ一定時(shí)增加d會(huì)單位功率降低增重增加。t5率5t材t愈大則d重愈大而愈于在爐膛內(nèi)從點(diǎn)看在中溫爐上Fe Cr 合金比用Cr

合金優(yōu)越。通過上述分析得如下結(jié)論：在爐內(nèi)不下時(shí)采取下列措施：較低端電Y更耐率更大材；代替帶。d<4mm數(shù)；降低端壓；適降低單位功率；率大材為了材采取下列措施：采較端壓；增加根數(shù)；更耐材；帶代替七爐功率分配１爐于爐膛不1m爐一功率分配在爐內(nèi)爐上大爐通在爐增加一功率在爐1/4～1/31525。2爐爐爐爐溫低沒強(qiáng)制流爐在爐上下適增加一功率為了保證爐溫上下大中型爐通采分區(qū)供分區(qū)控溫。二、熱處理電阻爐的設(shè)計(jì)計(jì)算步驟與內(nèi)容（一）爐型選擇根據(jù)爐子設(shè)計(jì)任務(wù)書所提出的年產(chǎn)量、工件品種、材料和熱處理工藝以及作業(yè)制度等要求，選擇合適的爐型并簡(jiǎn)述其理由。（二）爐膛尺寸的確定1

（m2）效2A

確定爐膛有效尺寸L 、B 和H （井式爐為Ф和H ）。效 效 效 效 效 效3、確定爐底板的材料、形狀和尺寸，并畫出簡(jiǎn)圖。4、確定爐膛砌磚體內(nèi)腔尺寸L（三）爐子砌磚體設(shè)計(jì)

、B 和H 。砌 砌 砌1、爐襯材料的選擇（耐火層材料和保溫層材料）。2、爐襯厚度的估算（或選擇）與校核。3、爐底砌磚體的結(jié)構(gòu)與厚度；4、左右側(cè)墻砌磚體的結(jié)構(gòu)與厚度；5、后側(cè)墻砌磚體的結(jié)構(gòu)與厚度；6、爐門洞口砌磚體的結(jié)構(gòu)與厚度；7、爐頂砌磚體的結(jié)構(gòu)與厚度；8、爐蓋的結(jié)構(gòu)與厚度（井式爐）。（四）爐子構(gòu)架、爐殼、爐門及爐門啟閉機(jī)構(gòu)。1、爐子構(gòu)架設(shè)計(jì)以及所選型鋼的規(guī)格尺寸；2（底板、側(cè)板、頂板）的厚度、焊接方式及油漆顏；3爐子所型鋼的規(guī)格（度及作度等）；4型；5、爐門或爐蓋的結(jié)構(gòu)及尺寸；6、爐門（爐蓋）啟閉機(jī)構(gòu)。（）電阻爐確定A、計(jì)算法計(jì)算法估算電阻爐的。B、熱計(jì)算法：1、熱工件所的熱量Q ；件2熱構(gòu)件所的熱量

（設(shè)計(jì)輔

=0）；輔3、爐襯的熱Q =散

+Q +墻 頂

+Q ；底 門4、啟爐門的熱Q

，爐門啟δ，即爐門時(shí)間為每小輻 t6分鐘，裝出爐時(shí)箱式爐爐門2/3，井式爐全；5、啟爐門的溢氣熱Q ；溢6、其他熱Q ；它7、爐子總的熱量

=6 Q，計(jì) i1P 。安8。升123W ；允d

根

L根 總G 。總Q Δt等。蓄 升九繪制紙：1一張1號(hào)紙2砌磚一張1號(hào)紙3結(jié)構(gòu)一張或兩張2號(hào)紙十編寫設(shè)說明書。20CMnTi

2459572kg/。L600mmφm。0二1退495170kg/h。0.8m。外壁升0特點(diǎn)批量多品周期式業(yè)制班制質(zhì)量要求較細(xì)長(zhǎng)調(diào)質(zhì)退95040kg/。600mφ50mm。外壁升0特點(diǎn)批量多品周期式業(yè)制班制13,2.,,19993,,,19854,,5,,1979錄1牌 0Cr25A15 Cr20Ni80號(hào)數(shù)溫 αW wm2） α W wm2）度 t 允 t 允600700t1tt

202

=t 20 t20Cr25A1520=±Ω.m/m)203020=±Ω.m/m)202常用型鋼2圓鋼直徑dmm5 6 789101112131415161718192021222324252627283032343536384042454850535660636568707580859095100105110115120125130140150160170180190200210 220240 250二軋薄鋼板GB70—65）δ(mm)：GB70965）δ(mm)56789101112131415161718192021222324252627282930標(biāo)記示例：角鋼10010標(biāo)記示例：角鋼10010166 651A3,b0mm,d0mmA700 65）角號(hào)數(shù)bmm）邊dmm）5503、4、5、6563、4、5、8634、5、6、8、107704、5、6、7、8755、6、7、8、108805、6、7、8、109906、7、8、10、12101006、7、8、10、12、14、16號(hào) h b 號(hào) h b d tmm） mm）mm）mm）:1809-GB707-65A2-GB