【25t臺(tái)車式退火電阻爐設(shè)計(jì)9500字（論文）】

25t臺(tái)車式退火電阻爐設(shè)計(jì)TOC\o"1-2"\h\u21432摘要 212198第1章臺(tái)車式電阻爐 3262671.1概述 3122661.2電阻爐的基本類型 3241021.3臺(tái)車式爐 330443第2章電阻爐設(shè)計(jì)的一般過程和基本要求 4154582.1設(shè)計(jì)的初始資料 436102.2設(shè)計(jì)的基本步驟 4323252.3設(shè)備的計(jì)算和制圖 523229第3章25t臺(tái)車式退火爐 7265243.基本結(jié)構(gòu) 77836第4章25t臺(tái)車式退火爐的基本結(jié)構(gòu) 921366第5章爐體尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算 1039165.1爐底面積的確定 10217075.2爐膛尺寸確定 10165665.3爐襯材料及厚度的確定 1044665.4砌體外廓尺寸的確定 10175935.5砌體的平均表面積計(jì)算 11208955.6爐口爐襯設(shè)計(jì)計(jì)算 11125865.7爐體爐殼的尺寸設(shè)計(jì) 1220611第6章爐子功率的設(shè)計(jì)計(jì)算 1316576.1加熱工件所需熱量 13324556.2爐襯散熱損失 1312116.3輻射熱損失 18117646.4溢氣熱損失 19107476.5蓄熱損失 1951276.6其它熱損失 22112466.7熱量總支出及安裝功率 2220677第7章爐臺(tái)的設(shè)計(jì) 234234第8章爐門機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 24108918.1爐門 24256148.2升降爐門 249892第9章爐體行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 25165009.1行走機(jī)構(gòu)形式的選定 253799.2牽引機(jī)構(gòu)的選定 26147069.3行走機(jī)構(gòu)尺寸的確定 2627929第10章電熱元件的選取與計(jì)算 28650810.1電熱元件的選擇 282887910.2電熱元件尺寸 28摘要摘要：25t臺(tái)車式退火電阻爐是一種周期式作業(yè)的空氣電阻爐，使用領(lǐng)域較為廣泛，可用于一般金屬零件在空氣中的淬火、退火等熱處理加熱，也可用于高速鋼材料或者軸承鋼材料的裝罐退火。臺(tái)車式爐工件裝卸、運(yùn)送比較方便，適用于較大較重工件的加熱。25t臺(tái)車式退火爐的設(shè)計(jì)要盡可能減小熱損耗，保證爐內(nèi)溫度均勻，減小積蓄熱，空爐升溫時(shí)間設(shè)計(jì)合理，在工作中，保證各零部件工作可靠，選擇合適的工作材料，確定合理的安裝方式，使得操作安全方便，便于起重、運(yùn)輸和維修。本文重點(diǎn)介紹的是該熱處理電阻爐的設(shè)計(jì)步驟以及數(shù)據(jù)計(jì)算確定過程。包括：電爐結(jié)構(gòu)的選擇、爐膛和爐襯尺寸的確定、功率的計(jì)算和升溫時(shí)間的確定，爐殼的材料選擇、爐用傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)、耐火材料的選擇、耐火材料厚度的計(jì)算確定以及電熱元件的選擇，并通過計(jì)算以確定爐膛的尺寸以及電熱元件的尺寸。關(guān)鍵詞：25t臺(tái)車爐；爐殼；爐襯；爐用傳動(dòng)裝置；電熱元件。

第1章臺(tái)車式電阻爐1.1概述熱處理電阻爐主要依靠電力系統(tǒng)，通過爐內(nèi)電熱元件將電能轉(zhuǎn)化為熱能而加熱。電阻爐相比于其它爐型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，且工作溫度范圍寬，可以準(zhǔn)確控制溫度，使得爐膛溫度分布更加均勻，易于使用可控氣氛，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。1.2電阻爐的基本類型熱處理電阻爐有很多種類和分類方式，按其作業(yè)規(guī)程可分為周期作業(yè)爐和連續(xù)作業(yè)爐。周期作業(yè)式爐包括臺(tái)車式爐、箱式爐、井式爐等，連續(xù)作業(yè)式爐包括步進(jìn)式爐、牽引式爐等。常用電阻爐會(huì)有一定的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)有了系列化標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，并由專業(yè)電爐廠制造，嚴(yán)格按照一定標(biāo)準(zhǔn)制作。1.3臺(tái)車式爐臺(tái)車式爐屬于周期式作業(yè)爐，可以用于大型工件的鑄鍛件的退火、回火等。爐子內(nèi)部結(jié)構(gòu)與箱式爐相似，都有固定的加熱室，加上爐襯以及爐殼，相比之下，臺(tái)車式爐的爐底多了一個(gè)可以移動(dòng)的臺(tái)車，即活動(dòng)爐底，以及臺(tái)車行走的驅(qū)動(dòng)裝置。臺(tái)車式爐工件裝卸、運(yùn)送比較方便，在爐外裝料，由牽引機(jī)構(gòu)將物料拉入爐內(nèi)加熱，加熱完后再由牽引機(jī)構(gòu)將臺(tái)車?yán)?，在爐外卸料。

第2章電阻爐設(shè)計(jì)的一般過程和基本要求2.1設(shè)計(jì)的初始資料設(shè)計(jì)前應(yīng)做好充分的準(zhǔn)備和考察，明確設(shè)計(jì)過程的參數(shù)和相關(guān)要求。（1）熱處理件的特性，包括熱處理件的品質(zhì)和類型，熱處理件的外形尺寸，熱處理件的技術(shù)要求和重量等。（2）熱處理件生產(chǎn)任務(wù)，熱處理件的制度，單爐生產(chǎn)率等（kg/h）。（3）熱處理工藝，熱處理的種類、熱處理工藝曲線、熱處理氣氛，熱處理時(shí)間等。（4）熱處理生產(chǎn)要求，熱處理的各個(gè)工序，各工序的配合關(guān)系和自動(dòng)化程度，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。（5）用戶實(shí)際生產(chǎn)條件，車間的工作制度，班次，設(shè)備，占地面積，地理、氣候的要求等。（6）其它，生產(chǎn)安全，防止爆炸、斷電、真空度被破壞時(shí)采取的警報(bào)措施。2.2設(shè)計(jì)的基本步驟設(shè)備方案的擬定即方案設(shè)計(jì)，充分搜集資料，分析原始資料，經(jīng)過一系列的分析總結(jié)的基礎(chǔ)上，擬定總體方案。（1）設(shè)備類型和作業(yè)方式，明確熱處理類型和技術(shù)要求，根據(jù)類型選擇合適的熱處理設(shè)備和熱處理方案，是否需要進(jìn)行表面加熱。再根據(jù)生產(chǎn)路線各個(gè)過程之間的關(guān)系選擇各個(gè)工序，考慮各個(gè)工序之間的銜接關(guān)系，最后確定設(shè)備的基本形式。（2）工件在加熱過程中的運(yùn)送方式，根據(jù)熱處理件的形狀質(zhì)量，確定熱處理工件的批量生產(chǎn)要求，確定設(shè)備的自動(dòng)化流程，選擇合適的運(yùn)輸方式，確定運(yùn)輸線路以及運(yùn)輸速率。（3）選定電熱元件。選擇合適的電熱元件材料，需要電熱元件能夠承受爐內(nèi)最高溫度，選擇盡可能適用和價(jià)廉的電熱元件。根據(jù)爐內(nèi)主要的加熱方式選擇合理布置電熱元件，如主要依靠對(duì)流換熱的爐子應(yīng)該確定氣流循環(huán)的方式，主要依靠輻射加熱的爐子需要確定工件的加熱部位，以合理安排電熱元件。再根據(jù)熱處理氣氛，和電熱元件本身的特性，確定電熱元件布置的部位，一般不在爐門處布置。（4）選擇合理的爐襯和爐襯尺寸。根據(jù)熱處理工藝所需要的溫度、熱處理氣氛和爐襯材料的特性確定合適的耐火材料和保溫材料，確定各層爐襯的尺寸。（5）熱處理氣氛，根據(jù)熱處理工藝要求，控制爐內(nèi)氣體密度。2.3設(shè)備的計(jì)算和制圖電阻爐的設(shè)計(jì)需要滿足以上基本步驟和提出的相關(guān)要求，還必須設(shè)定好以下技術(shù)要求：（1）尺寸參數(shù)，根據(jù)加熱工件類型確定好工作尺寸，由此設(shè)計(jì)爐膛尺寸和外形尺寸。（2）電源，電阻爐應(yīng)按運(yùn)行在50HZ，380V交流電網(wǎng)下設(shè)計(jì)，對(duì)額定電壓低于電源電壓的電阻爐應(yīng)配備調(diào)壓器、變壓器和電抗器。（3）安全和環(huán)境保護(hù)裝置，額定電壓很高時(shí)，需要設(shè)置自動(dòng)切斷裝置，需使用接地保護(hù)裝置或者絕緣層，以防止操作過程中不慎觸電。同時(shí)，電熱元件引出端還應(yīng)該設(shè)置保護(hù)罩殼，防止引線接觸損傷。對(duì)易燃易爆氣氛的爐子，還需要設(shè)置報(bào)警裝置和其它安全系統(tǒng)。（4）密封裝置，不同的爐子對(duì)于爐子密封要求是不一樣的，如臺(tái)車爐類的周期式作業(yè)電阻爐的爐門應(yīng)該緊閉，以盡可能的減少漏氣，電熱元件和引出管都應(yīng)該嚴(yán)格密封。而對(duì)于可控氣氛的爐子，只需要保證爐殼和焊縫位置盡量不漏氣。對(duì)真空爐則要保持爐內(nèi)氣勢(shì)的升降。（5）爐襯，爐襯材料的選擇首先要能夠承受爐層所能達(dá)到的最高溫度，爐襯各層用料之間應(yīng)該有一定的黏度，保證其可靠，熱損失小，根據(jù)使用的實(shí)際條件，合理選擇，確定厚度。同時(shí)，保證電熱元件在所處高溫下不會(huì)損壞爐襯及自身。砌磚爐襯的灰縫厚度也應(yīng)滿足相應(yīng)要求，如自然空氣氣氛電爐，爐頂?shù)幕铱p較小，在1.5mm以內(nèi)，而爐墻和爐底的灰縫尺寸一般取2mm。爐襯所用的砂漿的材質(zhì)和耐火磚材質(zhì)應(yīng)相適應(yīng)，保證密封性。一般電阻爐的耐火砌體間留有約2mm的膨脹縫。爐襯接縫間相互交錯(cuò)，為了減小收縮，應(yīng)提前預(yù)熱爐襯材料。對(duì)吊耳、掛鉤等裝配件在使用中需不斷檢測(cè)是否可靠耐用。（6）加熱元件，加熱元件的材料應(yīng)該根據(jù)工作條件和爐型大小合理選擇。加熱元件表面應(yīng)是平整光滑，無開裂和劃傷，發(fā)熱部分應(yīng)該質(zhì)地均勻，散熱面積大。對(duì)于一般低功率爐子，可以采用線狀電阻，環(huán)繞方式，對(duì)于功率較大的電爐，由于散熱量高，需加大散熱表面積，因此采用波帶狀電阻。加熱元件在爐內(nèi)應(yīng)該合理布置，保證溫度的均勻性要求，還應(yīng)該避免和材料爐壁等接觸，防止損傷。表面負(fù)荷率也應(yīng)該滿足設(shè)計(jì)手冊(cè)標(biāo)準(zhǔn)，以滿足有足夠的使用壽命，加熱元件合理布置，設(shè)置引出棒等。（7）測(cè)量、控制和記錄，電阻爐的每個(gè)控溫區(qū)都應(yīng)配置進(jìn)行指示、控制和記錄儀。溫度儀表上應(yīng)指明配用的熱電偶分度號(hào)。超溫控制電路應(yīng)該是獨(dú)立的電路。對(duì)采用非金屬加熱元件的電阻爐、電極鹽浴爐和真空爐等應(yīng)配有電流表以檢測(cè)主電路電流值的變化。

第3章25t臺(tái)車式退火爐1.用途：主要用于大、中型鍛件的加熱、回火和退火。2.設(shè)計(jì)參數(shù)：（1）加熱功率：2400kW。（2）電源：?jiǎn)蜗?80V50HZ。（3）額定溫度：950℃。（4）工作區(qū)間尺寸：3500×1000×800mm（長(zhǎng)寬高）。（5）電熱元件接法：“=”型。（6）升溫時(shí)間：4.9h。（7）最大技術(shù)生產(chǎn)率：1000kg/h。（8）外形尺寸：4592×1920×1810mm（長(zhǎng)寬高）。（9）爐壁外殼溫度≤60℃，爐門溫度80℃。（10）爐溫均勻度：±10℃。（11）控制精度：±1℃。3.基本結(jié)構(gòu)本臺(tái)車式退火爐為周期式作業(yè)熱處理電阻爐，工作步驟是在爐外裝入坯料，通過臺(tái)車運(yùn)入爐內(nèi)，在爐中經(jīng)過加熱、保溫等工序，由臺(tái)車運(yùn)出，在爐外卸料，同時(shí)將另一批工件裝入爐子中。臺(tái)車爐由爐體、爐襯、爐門、爐門升降裝置、爐臺(tái)、爐殼、爐體行走裝置、加熱元件和溫度控制儀組成。爐體根據(jù)爐膛尺寸拼接，爐體和爐臺(tái)都由角鋼、槽鋼和鋼板焊接面板而成。爐體爐襯由于各面爐墻的工作條件相似，采用相同爐襯結(jié)構(gòu)，即黏土磚，普通硅酸鋁纖維氈和硅藻土。爐底用重質(zhì)黏土磚，普通硅酸鋁纖維氈，硅藻土和膨脹珍珠巖復(fù)合爐襯。爐門口采用重質(zhì)磚，以防止開關(guān)門時(shí)損壞電熱元件和防止工件磕碰，爐門襯采用輕質(zhì)黏土磚和硅酸鋁纖維氈，減小蓄熱損失。加熱元件采用0Cr25Al5高電阻合金帶，帶狀電阻絲散熱效果好，且不會(huì)發(fā)生熱短路現(xiàn)象，壽命長(zhǎng)。爐臺(tái)行走裝置安裝在爐體兩側(cè)爐門附近，與爐體焊接而成為整體。爐臺(tái)行走裝置采用輪式行走機(jī)構(gòu)，通過制動(dòng)機(jī)和減速機(jī)通過齒輪嚙合傳動(dòng)。爐門機(jī)構(gòu)采用鏈輪式自行升降機(jī)構(gòu)，安裝在爐底右側(cè)，制動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸器和減速器相連，減速器通過鏈輪帶動(dòng)門軸轉(zhuǎn)動(dòng)。爐體表面升溫在熱穩(wěn)定時(shí)，爐殼≤60℃，爐門≤80℃，滿足工業(yè)爐溫升要求。

第4章25t臺(tái)車式退火爐的基本結(jié)構(gòu)25t臺(tái)車式退火爐和一般的臺(tái)車式爐設(shè)計(jì)不同的地方是設(shè)定兩個(gè)爐臺(tái)交換作業(yè)，使得臺(tái)車的運(yùn)輸和裝卸載更方便，大大提高爐子的利用率。它是由爐門機(jī)構(gòu)、爐殼、爐襯、爐門、爐臺(tái)、電熱元件、電源裝置、行走機(jī)構(gòu)和電氣控制系統(tǒng)組成。如圖4.1、圖4.2所示：圖4-1臺(tái)車爐設(shè)計(jì)示意圖圖4-2臺(tái)車爐輔助裝置第5章爐體尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算5.1爐底面積的確定對(duì)于本臺(tái)車爐而已，爐底面積可根據(jù)爐底單位面積生產(chǎn)率p0來估算，一般周期作業(yè)式電阻爐升到額定溫度需3-8h，則根據(jù)工件尺寸需要，取L=3900mm，B=1300mm。5.2爐膛尺寸確定取工作區(qū)間為在裝卸工件時(shí)，為盡可能避免工件與爐壁碰撞或者與電熱元件接觸，工件與爐膛內(nèi)壁之間應(yīng)該保持一定距離，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，爐膛尺寸確定為：當(dāng)取其尺寸時(shí)，加熱階段時(shí)間：5.3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，采用相同爐襯結(jié)構(gòu)，即113mmQN-0.8輕質(zhì)黏土磚+80mm密度為0.25g/cm3普通硅酸鋁纖維氈+113mmB級(jí)硅藻土。爐頂采用113mmQN-1.0輕質(zhì)黏土磚+80mm密度為0.25g/cm3普通硅酸鋁纖維氈+115mm膨脹珍珠巖。爐底用4層67mmNZ-30重質(zhì)黏土磚+50mm密度為0.25g/cm3普通硅酸鋁纖維氈+182mmB級(jí)硅藻土和膨脹珍珠巖復(fù)合爐襯。5.4砌體外廓尺寸的確定根據(jù)計(jì)算，砌體外廓尺寸：外長(zhǎng)：外寬：外高：5.5砌體的平均表面積計(jì)算1.爐頂平均面積爐頂內(nèi)壁表面積：爐頂外壁表面積：爐頂平均面積：即爐頂平均面積為6.686m2。爐墻平均面積爐墻面積和爐門的爐襯材料相似，為簡(jiǎn)化計(jì)算，將爐門的面積簡(jiǎn)化在爐墻內(nèi)。爐墻內(nèi)壁表面積：爐墻外壁表面積：爐墻平均面積：即爐墻平均面積為15.658m2。3.爐底平均面積爐底內(nèi)壁表面積：爐底外壁表面積：爐底平均面積：即爐底平均面積為6.686m2。5.6爐口爐襯設(shè)計(jì)計(jì)算臺(tái)車爐的密封性不好，而當(dāng)爐門打開時(shí)，熱損失也特別大，所以爐門的設(shè)置在不影響裝卸工件的情況下要盡可能小，根據(jù)工件的實(shí)際情況和爐子的尺寸，可設(shè)置比爐子的有效工作尺寸的有效工作高度稍大，以減少熱量的損失。本爐的有效工作尺寸為3500×1000×800mm，因此，可以設(shè)置爐門為方形，即寬度和高度都定為900mm，厚度約為爐襯材料的310mm，加上面板厚度，面板厚度為16mm，以及爐殼磚砌爐襯伸長(zhǎng)長(zhǎng)度，一般規(guī)定為20mm，以使得臺(tái)車爐更好的密封。5.7爐體爐殼的尺寸設(shè)計(jì)爐殼是由鋼板焊接而成的，需要設(shè)置面板、頂板、地板和側(cè)板，各個(gè)鋼板之間通過型鋼焊接而成，從而加強(qiáng)機(jī)械強(qiáng)度。根據(jù)爐子的用途選擇Q235鋼板即可。根據(jù)不同的工況條件，分析不同墻面需要承受的熱力以及爐襯材料，可選擇6號(hào)鋼板為側(cè)板，通過6號(hào)角鋼將頂板與側(cè)板、底板與側(cè)板相連，面板采用16號(hào)鋼板，頂板和底板都采用4號(hào)。如圖5-1地板和側(cè)板間的連接方式的連接方式。 圖5-1根據(jù)爐襯的尺寸為4592×1920×1810mm，根據(jù)爐殼鋼板的焊接方式，可簡(jiǎn)化計(jì)算爐殼的框架的長(zhǎng)度為4592-(20×2)=4552mm，寬度為1920+6×2+6×2=1944mm，高度為1810+6+4+6=1826mm。即爐體殼體的框架尺寸為4552×1944×1826mm(長(zhǎng)寬高)。

第6章爐子功率的設(shè)計(jì)計(jì)算6.1加熱工件所需熱量選用工件在950℃時(shí)的比熱容=0.636kJ/(kg·℃)，20℃時(shí)工件的比熱容=0.486kJ/(kg·℃)，在工件從室溫上升至規(guī)定溫度時(shí)，根據(jù)下式（6-1）有效熱的計(jì)算： （6-1）其中，p為爐子的生產(chǎn)率，取p=1000kg/h。經(jīng)計(jì)算，加熱工件所需熱量2972400.0kJ/h。6.2爐襯散熱損失根據(jù)爐內(nèi)的散熱情況，爐襯主要通過傳導(dǎo)散熱，可能還有包括的輻射和對(duì)流傳熱，根據(jù)下式（6-2）計(jì)算爐襯散熱損失： （6-2）（1）爐墻散熱對(duì)于爐墻散熱，為三層爐襯材料，可以先假定界面上的溫度及爐殼溫度，=800℃，=450℃，=65℃，則耐火層的平均溫度==875℃。硅酸鋁纖維層的平均溫度==625℃，硅藻土磚層的平均溫度==257.5℃，，層爐襯的熱導(dǎo)率由下表6.1查得層熱導(dǎo)率：層熱導(dǎo)率：經(jīng)計(jì)算，得=0.480W/(m·℃),=0.190W/(m·℃)。表6.1熱處理爐常用耐火材料和保溫材料材料與牌號(hào)熱導(dǎo)率/（W·m-1·℃-1）比熱容/（kJ·kg-1·℃-1）最高使用溫度/℃黏土磚（NZ-30）0.698+0.64×10-3t0.88+0.23×10-3t1250輕質(zhì)黏土磚（QN-1.0）0.290+0.256×10-3t0.84+0.26×10-3t1300輕質(zhì)黏土磚（QN-0.8）0.294+0.212×10-3t0.84+0.26×10-3t1200硅藻土磚0.105+0.23×10-3t0.84+0.25×10-3t900膨脹珍珠巖0.04+0.22×10-3t1000普通硅酸鋁纖維的熱導(dǎo)率由下表6.2查的，在與給定溫度相差較小范圍內(nèi)近似認(rèn)為其熱導(dǎo)率與溫度成直線關(guān)系，由=625℃得W/(m·℃)。表6.2普通硅酸鋁耐火纖維熱導(dǎo)率單位：W·m-1·℃-1密度/（kg·m-3）溫度/℃10040070010001000.0580.1160.2100.3372500.0640.0930.1400.2093500.0700.0810.1210.122當(dāng)爐殼溫度為65℃，室溫為20℃時(shí)，經(jīng)查附表得=12.50W/(m·℃)。①根據(jù)下式（6-3）求得熱流密度 （6-3）經(jīng)計(jì)算，得爐墻的熱流密度為=618.1W/m2。②驗(yàn)證交界面上的溫度和層的實(shí)際溫度：℃。，估算合理，無需重算。層的實(shí)際溫度：℃。，估算合理，無需重算。③驗(yàn)算爐殼溫度，滿足表面溫升要求。④根據(jù)下式（6-4）計(jì)算爐墻散熱損失 （6-4）其中，爐墻熱流密度=618.1W/m2，爐墻平均面積F為15.658m2，經(jīng)計(jì)算，爐墻散熱損失為9681.4W。（2）爐頂散熱對(duì)于爐墻散熱，為三層爐襯材料，可以先假定界面上的溫度及爐殼溫度，=850℃，=550℃，=50℃，則耐火層的平均溫度==900℃。硅酸鋁纖維層的平均溫度==700℃，膨脹珍珠巖的平均溫度==300℃，，層爐襯的熱導(dǎo)率由上表6.1查得層熱導(dǎo)率：層熱導(dǎo)率：經(jīng)計(jì)算，得=0.520W/(m·℃),=0.106W/(m·℃)。普通硅酸鋁纖維的熱導(dǎo)率由上表6.2查的，在與給定溫度相差較小范圍內(nèi)近似認(rèn)為其熱導(dǎo)率與溫度成直線關(guān)系，由=700℃得W/(m·℃)。當(dāng)爐殼溫度為50℃，室溫為20℃時(shí)，經(jīng)查附表得=11.44W/(m·℃)。①根據(jù)式子（6-3）求得熱流密度根據(jù)式子（6-3）得爐頂?shù)臒崃髅芏葹?473.3W/m2。②驗(yàn)證交界面上的溫度和層的實(shí)際溫度：℃。，估算合理，無需重算。層的實(shí)際溫度：℃。，估算合理，無需重算。③驗(yàn)算爐殼溫度，滿足表面溫升要求。④根據(jù)下式（6-5）計(jì)算爐頂散熱損失 （6-5）其中，爐頂熱流密度=473.3W/m2，爐頂平均面積F為6.686m2，經(jīng)計(jì)算，爐頂散熱損失為3164.7W。（3）爐底散熱對(duì)于爐墻散熱，為三層爐襯材料，可以先假定界面上的溫度及爐殼溫度，=750℃，=600℃，=65℃，則耐火層的平均溫度==850℃。硅酸鋁纖維層的平均溫度==675℃，復(fù)合層的平均溫度==332.5℃，，層爐襯的熱導(dǎo)率由上表6.1查得層熱導(dǎo)率：層熱導(dǎo)率：經(jīng)計(jì)算，得=1.242W/(m·℃),=0.181W/(m·℃)。普通硅酸鋁纖維的熱導(dǎo)率由上表6.2查的，在與給定溫度相差較小范圍內(nèi)近似認(rèn)為其熱導(dǎo)率與溫度成直線關(guān)系，由=675℃得W/(m·℃)。當(dāng)爐殼溫度為65℃，室溫為20℃時(shí)，經(jīng)查附表得=12.5W/(m·℃)。①根據(jù)式子（6-3）求得熱流密度根據(jù)式子（6-3）得爐底的熱流密度為=521.7W/m2。②驗(yàn)證交界面上的溫度和層的實(shí)際溫度：℃。，估算合理，無需重算。層的實(shí)際溫度：℃。，估算合理，無需重算。③驗(yàn)算爐殼溫度，滿足表面溫升要求。④根據(jù)式子（6-6）計(jì)算爐底散熱損失 （6-6）其中，爐底熱流密度=521.7W/m2，爐頂平均面積F為6.686m2，經(jīng)計(jì)算，爐頂散熱損失為3487.8W。（4）爐襯散熱總損失6.3輻射熱損失根據(jù)式子（6-7）計(jì)算開啟爐門的輻射熱損失 （6-7）其中Tg是爐內(nèi)最高溫度，=950+273=1223K，Ta為原始溫度，一般規(guī)定為室溫，=20+273=293K，假定正常工作時(shí)，爐子在開啟爐門時(shí)，開啟高度為爐膛高度的一半，故爐門的開啟面積為，爐門開啟率。由于爐門開啟后，輻射口為矩形，且與之比為0.500/1.300=0.38，爐門開啟高度與爐墻厚度之比為0.500/0.310=1.61，由圖6.1第一條線查的Φ=0.75。圖6.1孔口的遮蔽系數(shù)經(jīng)計(jì)算，得開啟爐門的輻射熱損失為=22208.3kJ/h。6.4溢氣熱損失溢氣熱損失由下式（6-8）可計(jì)算 （6-8）其中，由下式（6-9）計(jì)算 （6-9）冷空氣密度=1.29kg/m3，經(jīng)查得=1.342kJ/(m3·℃)，=20℃，為溢氣溫度，近似認(rèn)為。經(jīng)計(jì)算，，開啟爐門溢氣熱損失=98516.8kJ/h。6.5蓄熱損失砌體蓄熱量是對(duì)臺(tái)車爐來說尤其多。對(duì)雙層砌體可按下式（6-10）將爐子側(cè)墻、前后墻及爐頂和爐底按相應(yīng)數(shù)據(jù)計(jì)算 （6-10）式中，為耐火層和保溫層的體積，為耐火材料和保溫材料的密度，和是耐火層和保溫層在溫度達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的平均溫度，為室溫。是耐火和保溫材料在和時(shí)的比熱容，是耐火和保溫材料在時(shí)的比熱容。（1）爐墻的散熱由下式（6-11）求得爐墻的蓄熱損失 （6-11）因?yàn)椋楸?.1計(jì)算得同理，經(jīng)計(jì)算，爐墻的蓄熱損失kJ。（2）爐頂?shù)男顭嵊上率剑?-12）求得爐頂?shù)男顭釗p失 （6-12）因?yàn)椋楸?.1計(jì)算得同理，經(jīng)計(jì)算，爐頂?shù)男顭釗p失為kJ。（3）爐底蓄熱由下式（6-13）求得爐頂?shù)男顭釗p失（6-13）因?yàn)?，查?.1計(jì)算得同理，經(jīng)計(jì)算，爐底的蓄熱損失為kJ。（4）爐底板蓄熱在950℃和20℃時(shí)高合金鋼的比熱容分別為kJ/(kg·℃)和=0.473kJ/(kg·℃)。據(jù)估算，爐底板質(zhì)量取=500kg，根據(jù)下式求爐底板蓄熱 （6-14）經(jīng)計(jì)算，爐底板蓄熱為313520kJ。爐子的總蓄熱損失為一般情況下，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)該在3h以內(nèi)，則kJ/h。6.6其它熱損失其它熱損失主要是指未考慮的各種熱損失及一些不易精確計(jì)算的熱損失,此項(xiàng)熱損失可取上述各項(xiàng)熱損失總和的某一近似百分?jǐn)?shù)。對(duì)本爐子，可取18%。根據(jù)下式（6-15）計(jì)算 （6-15）經(jīng)計(jì)算得，其它熱損失為kJ/h。6.7熱量總支出及安裝功率由上述熱損失可由式子（6-16）求得總熱量支出 （6-16）經(jīng)計(jì)算，得出kJ/h。根據(jù)下式（6-17）可求得爐子的安裝功率 （6-17）其中，為功率儲(chǔ)備系數(shù)，本爐設(shè)計(jì)中取1.3，則安裝功率kW與標(biāo)準(zhǔn)爐子相比較，取爐子功率為2400kW。爐子的熱效率為第7章爐臺(tái)的設(shè)計(jì)爐臺(tái)是在加熱是用來裝載工件的，爐臺(tái)的裝載量大，但是爐臺(tái)進(jìn)出操作頻繁，且爐臺(tái)的溫度高，因此爐臺(tái)設(shè)計(jì)必須有很高的強(qiáng)度和剛度，爐臺(tái)與爐體爐襯和爐子行走裝置間應(yīng)該設(shè)置較好的密封措施。爐臺(tái)爐襯即采用爐底砌磚襯，耐火層是重質(zhì)粘土磚，平鋪在臺(tái)面，用來承受工件的重量，保溫層采用硅藻土和膨脹珍珠巖復(fù)合爐襯。爐臺(tái)殼體和爐體殼體類似，爐臺(tái)殼體采用6Q235鋼板，鋼板之間用型鋼焊接起來，以提高面板強(qiáng)度，底板下還添有加強(qiáng)架，選用10號(hào)槽鋼。爐座中間還插有鋼筋板，以加強(qiáng)爐底強(qiáng)度。

第8章爐門機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)8.1爐門本臺(tái)車式爐爐門采用硅酸鋁纖維襯，因?yàn)槔w維的密度小，爐襯質(zhì)量較輕，安裝爐門的方法也有很多種，可以保證一定的密封性。耐火纖維雖然質(zhì)量很輕，彈性大，但耐火纖維摩擦性能不好，故在運(yùn)載工件時(shí)盡量不與爐門裝置接觸。與爐襯材料相匹配，爐門襯的厚度設(shè)定為250mm，為了更好的保證爐體密封，爐門爐襯要比爐口爐襯稍大，形成一定的重疊面。為了使運(yùn)輸更加便捷，開關(guān)門減小爐體散熱，選擇升降裝置做成升降爐門。8.2升降爐門爐門升降時(shí)要與導(dǎo)向軌保持垂直運(yùn)動(dòng)，這樣才能保證爐門的密封性。爐門在下降時(shí)，壓緊機(jī)構(gòu)需要平穩(wěn)的將爐門推向密封面，將密封面壓緊。臺(tái)車爐采用電動(dòng)控制升降機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)如圖8.2所示，由電動(dòng)機(jī)、減速器、彈性聯(lián)軸器、鏈輪、爐門軸和機(jī)架等組成。

第9章爐體行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)9.1行走機(jī)構(gòu)形式的選定爐臺(tái)行走裝置在爐臺(tái)底部，通過將爐體拉入或拉出爐臺(tái)從而進(jìn)行工件的裝卸。在設(shè)計(jì)爐臺(tái)時(shí)，要綜合考慮爐子的尺寸結(jié)構(gòu)、操作流程、爐體占地面積和工藝特點(diǎn)等。臺(tái)車爐采用爐體行走方式，選擇車輪式行走方式。本爐所載負(fù)荷不高，用于一般的鍛件退火，因此要求爐體行程較長(zhǎng)，爐子的車輪可以隨著爐體本身移動(dòng)，減小了爐體行走裝置的占用面積。但是裝置的耐高溫和耐沖擊性能比較差，而且在反復(fù)運(yùn)行過后摩擦阻力會(huì)大大增加，造成顛簸和負(fù)荷不均勻等現(xiàn)象。為了克服上述的缺陷，設(shè)計(jì)了如圖9.1所示的行走結(jié)構(gòu)。圖9.1（a）行走機(jī)構(gòu)圖9.1（b）主動(dòng)部分圖9.1（c）被動(dòng)部分圖9.1如圖9.1所示，這種設(shè)計(jì)方式分為主動(dòng)裝置和被動(dòng)裝置兩個(gè)部分。在主動(dòng)部分有三個(gè)走輪，中間的走論是浮動(dòng)輪，所起的作業(yè)最大，中間浮動(dòng)輪在行走時(shí)會(huì)上下浮動(dòng)，從而調(diào)整左右兩輪的受力狀況，克服由導(dǎo)軌多次運(yùn)行造成的軌道不平整而產(chǎn)生的顛簸和負(fù)荷不均勻現(xiàn)象。9.2牽引機(jī)構(gòu)的選定（1）牽引形式的選定臺(tái)車式爐由于需要裝卸工件，牽引機(jī)構(gòu)和行走機(jī)構(gòu)往往會(huì)安裝成一個(gè)整體，通過齒輪的嚙合傳動(dòng)。如圖6-2所示，牽引裝置由一個(gè)電動(dòng)機(jī)，一個(gè)減速器，還有滾輪和傳動(dòng)齒輪組成。組成方式簡(jiǎn)單，占地面積小，也方便更換維修。圖9.2臺(tái)式爐牽引裝置（2）牽引速度的選定臺(tái)車爐的爐臺(tái)牽引速度一般取4～16m/min，對(duì)于加熱爐及淬火用熱處理爐可以取8～16m/min，其它熱處理爐取6～10m/min。同時(shí)，還需要根據(jù)爐體的行程確定，當(dāng)爐體行程長(zhǎng)時(shí)，可設(shè)定牽引速度較高；當(dāng)行程短時(shí)，可取較低的牽引速度。本臺(tái)車爐用于工件的退火，回火，且爐體的行程較長(zhǎng)，速度取10m/min。9.3行走機(jī)構(gòu)尺寸的確定臺(tái)車爐行走裝置與爐體底板焊合，根據(jù)爐體確定行走裝置長(zhǎng)度和寬度，而前面已知爐體的長(zhǎng)度為4552mm，根據(jù)爐底的爐襯材料的厚度可確定爐底的寬度在259mm左右，同時(shí)留有一定的焊縫，行走機(jī)構(gòu)的長(zhǎng)度設(shè)為4520mm，寬度為240mm。在行走機(jī)構(gòu)上安裝三個(gè)滾輪，直徑為300mm。行走機(jī)構(gòu)和導(dǎo)軌間還應(yīng)該留有一定的距離。

第10章電熱