650℃ 90kgh的箱式电阻炉设计 课程设计报告

热处理设备课程设计课程设计报告报告题目65090KG/H的箱式电阻炉设计作者所在系部材料工程系作者所在专业金属材料作者所在班级作者姓名作者学号指导教师姓名完成时间20111020热处理设备课程设计任务书课题名称65090KG/H的箱式电阻炉设计完成时间20111020指导教师职称A2A0A4A5A1学生姓名班级总体设计要求和技术要点总体设计要求1通过设计，培养学生具有初步的设计思想和分析问题、解决问题的能力，了解设计的一般方法和步骤。2初步培养学生的设计基本技能，如炉型的选择、结构尺寸设计计算、绘图、查阅手册和设计资料，熟悉标准和规范等。3使学生掌握设计热处理设备的基本方法，能结合工程实际，选择并设计常用热处理设备，培养学生对工程技术问题的严肃认真和负责的态度。设计一台热处理箱式电阻炉，其技术要点为1用途中碳钢、低合金钢毛坯或零件的淬火、正火、调质处理及回火。2工件中小型零件，无定型产G2709，处理G6221G18339为G3822G2709G12193，小G6221G18339G7273G7380G20652工G1328G9213度G304650、750、850、950、1100、1200G708选一G1022G9213度G709G727G23生产G1058760120KG/HG708分7G1233G709G727G24生产G10317点G2620G7411式G6116G6221G16025料，G19283G7114G19400G17842G13505生产。工作内容及时间进度安排1热处理设备设计准备G19G24G38372箱式电阻炉结构尺寸计算、选择炉体G7460料、计算分G18209电阻炉G2164热G2163G10587G19G24G38373计算电热G1815件尺寸、G17839G15904结构设计G19G24G38373G7692算设备技术G13475G8994G6363标G19G24G3837G23绘G2058电阻炉总图、电热G1815件零件图1G19G3837G24G13546G1901设计G16840G7138G1082、使用G16840G7138G1082G19G24G3837G25设计总结G19G24G3837G26G12584G177881G19G3837课程设计成果1、设计G16840G7138G1082设计G16840G7138G1082G7171G4396G7735G7003件，G7171设计的理G16782计算G1393G6466。G16840G7138G1082的G7696式如G991G7081G709G13491一G8181G7507，正规G1082G1901G727G7082G709G16840G7138G1082的G1881G4493及计算G16840G7138G20045G11458G708G68G709、对设计G16850题的分析G727G708G69G709、设计计算过程G727G708G70G709、炉G4388技术G6363标G727G708G71G709、G2454G13783G7003G10498。2、设计图G13452G7081G12电阻炉总图一G5364G708A3G709，要求如G991G708G68G709、图G19766G9177G7236，G8616G1375正G11842G727G708G69G709、尺寸及其标G8892方法正G11842G727G708G70G709、G16282图、G2090G16282图G4448G6984正G11842G727G708G71G709、G8892G1998G5529要的技术G7477件。G7082G709零件图3G5364电热G1815件零件图，炉G19388图，炉G15936图G708A4G709。3、使用G16840G7138G1082电阻炉的技术规范及G8892G5859G1119G20045等。内容摘要65090KG/H的箱式电阻炉的设计。包括炉型的选择、选择炉体材料、箱式电阻炉结构尺寸设计计算、计算分配电阻炉加热功率、计算电热元件尺寸、核算设备技术经济指标、绘图（电阻炉总图一张，电热元件零件图，炉门图，炉衬图）。关键词箱式电阻炉、炉衬材料、砌体结构、电热元件、热处理炉、技术经济指标目录A3A6A7511本设计的G11458的512本设计的技术要求52A8A9A10A11A9A10621G11842定炉体结构和尺寸6211炉G5225G19766G12227的G11842定6212G11842定炉G14191尺寸6213炉G15936G7460料及G2414度的G11842定622G11744体G5191G3355G15932G19766G12227计算7221炉G20042G5191G3355G19766G122277222炉G3693G5191G3355G19766G122277223炉G5225G5191G3355G19766G12227723G7693G6466热G5191G15925计算炉G4388G2163G105877231G2164热工件G6164G19668的热G18339QA127232通过炉G15936的G6967热G6451G3845QA138233G5332G2563炉G19388的G17764G4568热G6451G38459234G5332G2563炉G19388G9334G8680热G6451G384510235其G4439热G6451G384510236热G18339总G6915G199810237炉G4388G4445G16025G2163G105871024炉G4388热G6940G10587计算11241正常工G1328G7114的G6940G1058711242G3324G1457G9213G19466段，关闭G7114的G6940G105871125炉G4388空载G2163G10587计算1126空炉升G9213G7114G19400计算11261炉G3693及炉G20042蓄热11262炉G5225蓄热计算12263炉G5225G7507蓄热1327G2163G10587的分G18209与接线1328电热G1815件G7460料选择及计算13281图G15932法13282理G16782计算法1329炉G4388技术G6363标G708标牌G709153A14A15A16A17A14A15A16A17前言本设计的目的设计65090KG/H的箱式电阻炉本设计的技术要求设计一台热处理电阻炉，其技术条件为（1）用途中碳钢、低合金钢毛坯或零件的淬火、正火、调质处理及回火。（2）工件中小型零件，无定型产品，处理批量为多品种，小批量；（3）最高工作温度650；（4）生产率90KG/H；（5）生产特点周期式成批装料，长时间连续生产。设计说明21确定炉体结构和尺寸211炉底面积的确定因无定型产G2709，故不能使用实际排料法G11842定炉G5225G19766G12227，只能用G2164热能力G6363标法。炉G4388的生产G10587为P90，按G1593251选择箱式炉用于正火和淬火G7114的单位G19766G12227生产G10587P0为120KG/M2H。故可求的炉G5225的有G6940G19766G12227F1P/P0075M2由于有G6940G19766G12227与炉G5225总G19766G12227G4396G3324关系式F/F0078085，取系数上限，得炉G5225实际G19766G12227FF1/085088M2212确定炉膛尺寸由于热处理箱式电阻炉设计G7114应G13783虑G16025、G1998料方便,取L/B2，因此，可求的L50/F1328MBL/20664MG7693G6466标准砖尺寸，为便于G11744砖，取L1392MB0680M按G13491计资料，炉G14191G20652度H与宽度B之G8616H/B通常G33240509之G19400，G7693G6466炉G4388的工G1328G7477件，取H/B07左右。则H0490M可以G11842定炉G14191尺寸如G991L230261392MMB120234022G7081132G7092680MMH652721490MMG11842定为避免工件与炉G1881壁或电热G1815件搁砖相碰撞，应使工件与炉G14191G1881壁之G19400有一定空G19400，G11842定工G1328室有G6940尺寸为LA181200MMBA18500MMHA18350MMFA192LHLB2BH2314B1/6L397M2由G13475验公式可知PA20C05A21F09T/1000155取式中系数C30KMH05/M18155,空炉升G9213G7114G19400假定为A214H，炉G9213T650。G6164以PA203040539709G708650/1000G7091552661KW暂取PA2030KW213炉衬材料及厚度的确定由于侧G3693、前G3693及后G3693的工G1328G7477件相似，采用相同炉G15936结构，即113MMQN10轻质粘土砖50MM密度为250KG/M3的普通硅酸铝纤维毡113MMB级硅藻土砖。炉G20042采用113MMQN10轻质粘土砖80MM密度为250KG/M3的普通硅酸铝纤维毡115MM膨胀珍珠岩。炉G5225采用三层QN10轻质粘土砖G708673G709MM50MM的普通硅酸铝纤维毡182MMB级硅藻土砖和膨胀珍珠岩复合炉G15936。炉G19388用65MMQN10轻质粘土砖80MM密度为250KG/M3的普通硅酸铝纤维毡65MMA级硅藻土砖。炉G5225隔砖采用重质粘土砖，电热G1815件搁砖选用重质G20652铝砖。炉G5225G7507G7460料选用CRMNN耐热钢，G7693G6466炉G5225实际尺寸给G1998，分三块或四块，G241420MM。22砌体平均表面积计算LA22L2115501151950MMBA22B2115501151240MMHA22HF11580115674501821390MM式中F拱G20042G20652度，此炉G4388采用60标准拱G20042，取拱弧半径RB，则F可由FRG7081COS30G709求得。221炉顶平均面积FA23A246PI2RL66800143213920991M2FA23A25BA25LA251724M2FA23A26A27A28A27A29FF131M2222炉墙平均面积炉G3693G19766G12227包括侧G3693及前后G3693，为简化计算将炉G19388包括G3324前G3693G1881。FA30A312LH2BH2HG708LBG70920490139206802031M2FA30A322HA32LA32BA3221390195012408868M2FA30A33A34A35A34A36FF424M2223炉底平均面积FA37A38BL068013920947M2FA37A39BA39LA39124019502418M2FA37A40A41A42A41A43FF151M223根据热平衡计算炉子功率231加热工件所需的热量QA44查G15932得，工件G3324650及20G7114G8616热G4493分别为CA4521051KJ/KG，CA4510486KJ/KGQA45PCA452T1CA451T090105165004862060609KJ/H232通过炉衬的散热损失QA46由于炉G4388侧壁和前后G3693炉G15936结构相似，故G1328G13491一数G6466处理，为简化计算，将炉G19388也包括G3324前G3693G1881。G7693G6466式QA47A48A49A49A49A49FSA50A50A51A50TT对于炉G3693G6967热，首先假定界G19766上的G9213度及炉壳G9213度，T2A52540，T3A52320，T4A5260则耐火层S1的G5191G3355G9213度TS1A532540650595，硅酸铝纤维层S2的G5191G3355G9213度TS2A532320540430，硅藻土砖层S3的G5191G3355G9213度TS3A53260320190，S1、S3层炉G15936的热导G10587由附G159323得10290256103TS1A530442W/M30131023103TS3A530175W/M普通硅酸铝纤维的热导G10587由附G159324查得，G3324与给定G9213度相差较小范围G1881近似认为其热导G10587与G9213度G6116线性关系，由TS2A53430，得20098W/M当炉壳G9213度为60，室G9213为20G7114，由附G159322近似计算得1217W/M1求热流QA523121231GATTSSSA1712117501150098005044201150206504173W/M22验算交界G19766上的G9213度T2A54，T3A54T2A54T1QA5411S5414TTT22A55A55A55A56254054045410265，满足设计要求，不G19668重算。T3A54T2A54QA5422S3282TTT33A55A55A55A5633203202328265，满足设计要求，不G19668重算。3验算炉壳G9213度T4A54T4A54T3A54QA5433S54070满足一般热处理电阻炉G15932G19766升G921350的要求。4计算炉G3693G6967热G6451G3845QA54A57QA54FA54A58417342417694W同理可以求得T2A595839,T3A593742,T4A59385,QA592569W/M2T2A605088,T3A603567,T4A60503,QA602981W/M2炉G20042通过炉G15936G6967热QA59A57QA59FA59A583365W炉G5225通过炉G15936G6967热QA60A57QA60FA60A584501WG6984G1022炉体G6967热G6451G3845QA57QA54A57QA59A57QA60A572556W233开启炉门的辐射热损失设G16025G1998料G6164G19668G7114G19400为每小G71146分钟QA61365675FTG708100TGG7094G708100TAG7094因为TG650273923K，TA20273293K，由于正常工G1328G7114，炉G19388G5332G2563G20652度为炉G14191G20652度的一半，故炉G19388G5332G2563G19766G12227FB2H0680249000167M2炉G19388G5332G2563G10587T60601由于炉G19388G5332G2563后，G17764G4568口为矩形，且2H与B之G8616为036，炉G19388G5332G2563G20652度与炉G3693G2414度之G8616为2802450088，由图114第1G7477线查得066，故QA62365675FTG708100TGG7094G708100TAG7094365675016701066G708100923G7094G708100293G709416177KJ/H234开启炉门溢气热损失G9334G8680热G6451G3845由G991式得QA63QVAACATGTAT其中，QVA1997B2H2H19970680024524501647M3/H冷空G8680密度A129KG/M3,由附G1593210得CA1342KJ/M3,TA20,TG为G9334G8680G9213度，近似认为TGTA32TGTA203265020440QA64QVAACATGTAT164712913424402001119753KJ/H235其它热损失其G4439热G6451G3845G13434为上G17860热G6451G3845之和的1020，故QA65013QA66QA67QA68QA6999395KJ/H236热量总支出其中QA700，QA710，由G991式得QA72QA66QA70QA71QA67QA68QA69QA65863975KJ/H237炉子安装功率PA733600A74KQ其中K为G2163G10587G1660备系数，本炉设计中K取15，则PA75360086397551360KW与标准炉G4388相G8616较，取炉G4388G2163G10587为35KW。24炉子热效率计算241正常工作时的效率A76A77QQ60609/863975702242在保温阶段，关闭时的效率A78A79A80A81QQQQ83225炉子空载功率计算PA823600A83A84QQ360099395255635KW26空炉升温时间计算由于G6164设计炉G4388的耐火层结构相似，G13792G1457G9213层蓄热较G4581，为简化计算，将炉G4388侧G3693和前后G3693及炉G20042按相同数G6466计算，炉G5225由于G11744砖方法不同，G17839G15904单G10432计算，因升G9213G7114炉G5225G7507也G19555炉升G9213，也要计算G3324G1881。261炉墙及炉顶蓄热VA85A8621392100067013501150258M3VA87A88A862068001152150067013501150239M3VA89A860971392027601150186M3VA85A9021392011510006701350050121M3VA87A88A90206800115215006701350050104M3VA89A901071139202760080143M3VA85A91210006701351392011501150279M3VA87A88A9121240150067013501150325M3VA89A921950124001150278M3QA93VA86A86CA86TA86T0VA90A90CA90TA90T0VA91A91CA91TA91T0因为TA86G708T1T2A94G709/2245416505957查附G159323得CA86084026103TA8608402610359570995KJ/KGTA90G708T2A94T3A94G709/22232844154348查附G159323得CA90081028103TA9008102810343480932KJ/KGTA91G708T3A94T4A94G709/2205423281911查附G159323得CA91084025103TA9108402510319110888KJ/KGG6164以得QA931VA85A86VA87A88A86VA89A86A86CA86TA86T0VA85A90VA87A88A90VA89A90A90CA90TA90T0VA85A91VA87A88A91VA89A91A91CA91TA91T0493808KJ/H262炉底蓄热计算VA95A964002012011300650042011301130120213921240011521950011500650225M3VA97A98195012400050121M3VA95A991950124001820440M3由于TA95A96G708T1T2A95G709/26505088/25794查附G159323得CA100A101084026103TA100A1010991KJ/KGTA100A102G708T2A100T3A100G709/250883567/24328查附G159323得CA100A102081028103TA100A1020931KJ/KGTA100A103G708T3A100T4A100G709/23567503/22035查附G159323得CA100A103084025103TA100A1030891KJ/KGG6164以得QA100A1040225101030991579420012102510309314328200440051030891203520172327KJ/H263炉底板蓄热G7693G6466附G159326查得650和20G7114G20652合金钢的G8616热G4493分别为CA10520875KJ/KG和CA10510473KJ/KG。G13475计算炉G5225G7507重G18339G180KG，G6164以有QA105A106GCA1052T1CA1051T018008756509461006722KJ/HQA106QA1061QA107A106QA105A106766807KJ/H空炉升G9213G7114G19400A108A109A110PQ360061H对于一般G2620G7411G1328G1006炉，其空炉升G9213G7114G19400G332438小G7114G1881G3355可，故本炉G4388设计G12538合要求。因计算蓄热G7114G7171按G12295定态计算的，G16835差G3835，G7114G19400G1571G19283，实际空炉升G9213G7114G19400应G33244小G7114以G1881。27功率的分配与接线35KWG2163G10587G3355G2260分G5079G3324炉G14191G1016侧及炉G5225，G13464G6116Y、或YY、接线。G1391电电G2399为G17722G19400G2172力380V。G7692算炉G14191G5079G13634电热G1815件G1881壁G15932G19766负G14667，对于G2620G7411式G1328G1006炉，G1881壁G15932G19766负G14667应G33241535KW/M2之G19400，常用为2025KW/M2之G19400。FA1112FA111A112FA111A11321392049013920680231M2WPA114/FA11135/231152KW/M2故G12538合设计要求。28电热元件材料选择及计算由G7380G20652使用G9213度650，选用线G103780CR25AL15合金电热G1815件，接线方式采用Y。281图表法由附G1593215查得0CR25AL1电热G1815件35KW箱式炉Y接线，G11464径D48MMG7114，其G15932G19766负G14667为156W/CM2。每G13464G1815件G19283度LA115496M,总G19283度LA1161488M,G1815件总重G18339GA116191KG。282理论计算法1、求650G7114电热G1815件的电阻G10587T当炉G9213为650G7114，电热G1815件G9213度取1100，由附G1593212查得0CR25AL5G332420G7114电阻G1058720140MM2/M，电阻G9213度系数41051,则1100G991的电热G1815件电阻G10587为T201T140141051100146MM2/M2、G11842定电热G1815件G15932G19766G2163G10587由图53，G7693G6466本炉G4388电热G1815件工G1328G7477件取WA11716W/CM2。3、每G13464电热G1815件G2163G10587由于采用Y接法，即三相G2464G7155形接法，每G13464G1815件G2163G10587PA11835/N35/3117KW4、每G13464电热G1815件G12483电G2399由于采用YY接法，G17722G19400G2172力电G13605电G2399为380V，故每G13464电热G1815件G12483电G2399即为每G20045电G2399UA118380/3220V5、电热G1815件G11464径线G10378电热G1815件G11464接由G991式得D343223/TPUWA119（）47MM取D48MM6、每G13464电热G1815件G19283度和重G18339每G13464电热G1815件G19283度由G991式得LA1180785103TPDUA120A12022078510346171184220A121A1215125M每G13464电热G1815件重G18339由G991式得GA1184PID2LA118M式中，M由附G1593212查得M71G/CM2G6164以得GA1184PID2LA118M658KG7、电热G1815件的总G19283