热处理电阻炉设计计算举例.ppt

2020/6/15，1，热处理电阻炉课程设计，2020/6/15，2，电阻炉最重要，使用最广泛的热处理设备优点：1)温度控制精度高，自动化程度高，准确度可达1 5；2)炉温均匀性，波动范围小，可控制在3 5；3)热效率高，45% 80%(煤气25%)；4)便于采用受控气氛。5)结构简单，结构紧凑，尺寸小，流水线生产容易配置；6)其生产及热处理工艺的机械化、自动化、生产效率及生产质量优秀，劳动条件好，环境污染少。2020/6/15，3，箱电阻炉，2020/6/15，4，箱电阻炉a，高温箱电阻炉：最高温度1300，SiC棒用作电热元件。特征：电热元件直接放置在炉子两侧，不遮挡，几乎不放置在屋顶和地板上，工件加热依赖于热辐射。砖材料需要高、高铝砖或SiC产品。2020/6/15，5，2020/6/15，6，b，中温箱式电阻炉：额定温度950c，合金电热元件Ni-Cr。特征：1)电热元件放置在炉边壁和炉顶，依靠辐射加热工件。(2)内衬用密度小于1.0g/cm3的轻质耐火粘土砖砌成，绝热层用珍珠岩绝热砖，使用蛭石粉、膨胀珍珠岩颗粒等材料。2020/6/15，7，b，中温箱式电阻炉：额定温度950c，合金电热元件Ni-Cr。特点：3)在耐火材料和保温层之间用衬层夹住硅酸铝耐火纤维。作用：内衬薄，重量减少，内衬储热减少，热损失减少，炉子空载功率减少，加热时间缩短。(4)较大的火炉还可以使用温度分区控制来设置风扇，以提高温度均匀性，提高传热速度。(5)炉底电气部件上涂层耐热钢高炉炉底，铬锰氮大部分是材料。2020/6/15，8，2020/6/15，9，c，低温箱电阻炉：650 有对流传热的强制空气循环和远红外辐射炉。2020/6/15，10，热处理电阻炉的设计是综合技术工作：所需知识：炉具知识；热处理工艺；机械设计电气和温度控制等相关内容；设计原则：紧密结合生产实践，综合运用相关知识。准备设计：详细收集生产工作(千克或小时/年)和操作系统(一、两班或连续生产)等原始数据：加热工件的材料、形状、大小和重量。工件的热处理工艺规程和质量要求；电力和车间工厂等条件；炉子制造维护能力及投资金额等。2020/6/15，11，热处理电阻炉设计内容(1)高炉类型选择；(2)炉龄的确定；(3)炉结构设计(包括内衬、框架、门等)；(4)电阻炉功率计算和功率分配；(5)电气零部件材料的选择；(六)电气零部件材料的设计计算；(7)高炉机械设备和电气、温度控制仪器的设计和选择；(八)技术经济指标会计；(9)绘制随机技术文件，如火炉的总图、石雕图、零件图、安装图和电炉的用户手册。热处理电阻炉设计计算实例，第一，设计工作，工厂热处理电阻炉设计(1)用途：中碳钢、低合金钢坯料或零件的淬火、标准化和淬火处理。处理对象包括中小型零部件、无定形产品、处理批多种、少量批；(2)生产力：160公斤/h；(3)工作温度：最高使用温度950；(4)生产特性：周期性批量装载，长时间连续生产。1 .楼板面积的确定由于无定型产品，楼板面积不能通过实际排放方法确定，仅限于加热能力指标法。已知生产率p为160千克/h，根据表5-1，用于加热和淬火的箱式高炉的单位面积生产率P0为120千克/(m2 .h)所以炉底有效面积，第二，炉型选择，根据设计工作的生产特性，箱热处理电阻炉选择，无保护气氛。第三，炉结构和尺寸确定，2020/6/15，15，有效面积与炉楼总面积关系F1/F=0.75到0.85，最大系数，楼板实际面积，标准砖大小，L=1.741m，以使砖的工作更容易，考虑设计热处理箱电阻炉的方便，l/b=2: 1，F=LB=0.5L2，可以获得，2。确定炉底长度和宽度，3 .炉高确定统计信息，炉高H和宽度B的比率H/B通常在0.5到0.9之间，根据炉作业条件，H/B=0.7左右，根据标准砖大小，选定炉高H=0.640m。因此，炉大小确定如下：也就是说，为了避免地板支撑砖厚度、拱门各砖短边高度、地板宽度、砖缝、长度、砖长、工件与炉内壁或电热元素安装砖碰撞，工件与炉内壁之间必须有一定的空间，工作室有效大小为l效率=1500mm。b效果=700mmh效果=500mm，4。内衬材料和厚度与侧壁、前后墙的工作条件相似，因此确定为相同的内衬结构：113mmQN1.0轻质粘土砖50mm密度250kg/m3的普通硅酸铝毡113mrnB硅藻土砖。炉屋顶是113mmQN1.0轻质粘土砖80mm密度为250kg/m3的普通硅酸铝毡115mm膨胀珍珠岩。地面采用三层qn-1.0轻质粘土砖(673)mm 50mm密度250kg/m3的普通硅酸铝纤维毡10 182mmB硅藻土砖和膨胀珍珠岩复合衬里。炉门用65mmQN1.0轻质粘土砖80mm密度250kg/m3的普通硅酸铝毡65mmA级硅藻土砖。使用重质粘土砖的地砖，使用重质铝砖的电热元件。(注67=65 2，2是砖缝的宽度。)、2020/6/15，21，4，计算石雕的平均表面积，选择炉底材质Cr-Mn-n耐热钢，3或4，厚度20mm，具体取决于炉底的实际大小。炉墙区域包含侧墙和前后墙，前墙包含炉门以简化计算。f墙内部=2LH 10 2 BH=2H(L 10 B)=20.640(1.741 0.869)=3.341 m2f墙外部=2H外部(L外部b)=21.566(2.360 1.490)炉壁平均面积，5，火炉功率计算1。根据试验方法，炉功率计算标准(5-14)，2020/6/15，25，样式：-空气炉温度时间(h)；f炉内壁面积(m2) t炉温度(c)；c系数，热损失大的炉子，c=30-35；热损失较小的炉子，c=20-25，单位为(kwh 0.5)/(m 1.8c 1.55。该方法适用于周期性工作密封电阻炉，应注意使用条件，参考相关文献。中间系数c=30 (kw .h 0.5)/(m 1.8 .C1.55)，空炉加热时间为升=4h，炉温t=950，炉内壁面积f壁，p a-75(kw)，(1)加热工件所需的热q零件为附表6，工件为950kg)，C零件1=0.486 kj/(kg C)的格式为(5-1) q零件=P(C零件2 t1-c零件1 to)=160(0.63950-0.4860)，2 .基于热平衡的炉子功率计算，耐火S1的平均温度ts1=(950 780)/2=865，硅酸铝纤维层S2的平均温度ts2=(780 485)/2=632.5，硅藻土砖层S3的平均温度ts2一般硅酸铝纤维的热导率可在附表4中确定，在与给定温度的差异较小的范围内，表示热导率和温度之间的线性关系，tS2表示632.5， 2=0.129w/(m .)，炉壳温度为60，室温为20 时，则表示附表c)(集成传热系数)。寻找热流，检查界面的温度T2壁、T3壁，满足一般热处理电阻使表面温度上升到50 室温20，斜拉炉壳温度T4壁，高炉炉壁热损失计算q壁分散=q壁f壁全部=730.46.25=4562.5W同样，T2顶=844.39 。T3顶部=562.6；T4顶部=53；q顶端=485.4W/m2，t2底端=782.2c，T3底端568.54c，T4底端=53.7c，q底端=572.2W/m2顶端衬套的冷却q顶端=q顶端ff底部=572.22.23=1276W，全炉热损失Q粉=Q壁粉Q屋顶粉10 q底粉=4562.5 1111.6 1276=6950.1w(由于1W=3.6 kj/h)qsan=F-门开口区域或间隙区域(m)；3.6-系数；-炉阻挡系数； t-门打开率(平均在1小时内)，对于常开门或炉壁间隙，t=1。门打开时，发射喷嘴为矩形，H/2和b的比率为0.32/0.869=0.37(显示为下垂矩形)，因此门打开高度和炉壁厚度的比率为H/S=0.32/0.28=1.14，并且图1-14的第一条线中=因此，q=0.13(Q风扇Q辐Q溢出)=0.13(9511725020.4 8877.753373)=2346.1 kj/h，(6)总热量支出，其中Q辅助=0，Q控制=正常运行时效率为(5-12)，2 .隔热阶段，关闭门时的效率，6，计算炉子热效率，7，计算炉子空载功率，8，计算空气炉加热时间，设计的炉子的耐火结构相似，因此隔热层储热量少，为了简化计算，使用相同的数据计算炉子侧壁、前后墙和顶部，根据砖的方法，楼板单独计算，1 .熔炉墙和屋顶热存储，式(5-9)，例如，q存储=v11(C1 t1 -c1t 0)v22(C2 T2 -c2t 0)根据附表6，高合金钢在950和20 时的比热容分别为c板2=0.670 kj/(kg；C)和C板1=0.473)测量的炉子地板重量G=242千克，是，q存储板=G(C板2t1-C板1t 0)=242 (636.5-9.46)=151743蓄热计算时以稳定状态计算，误差大，时间长，因此实际的空调加热时间必须在4小时以内。加热时间为(5-13)，Q存储=Q存储1 Q存储Q存储地板Q存储板=103938 3880 15174.36=1573861.6 kj，75kw电源均匀分布在炉边和炉底，y，或yyy电源电压为工作场所电网380V。炉排电气零件内壁表面载荷，对于循环操作，内壁表面载荷必须在15到35kw/m2之间，通常在20到25kw/m2之间。表面负载在2025kW/m2的常用范围内，因此符合设计需求。9，配电和布线，1。图表方法为0Cr25A15电气部件75kW箱高炉YY布线，直径d=5mm的表面负载为1.58W/cm2。每个组件组长度l组=50.5m，总长l=303.0m，组件总重量g=42.3kg，2，理论计算方法(1) 950 时，电气组件的电阻率t炉温度为950 时，电气组件温度为1100 ，10，电气零件材料选择和计算，2020/6/15，52，2020/6/15，53，(4)每个电气零件组的结束电压为YY连接方式，车间电网结束电压为380V，因此每个电气零件组的结束电压为每相电压，(3)根据此炉子电气零件的运行条件，允许w=1.6 w/Cm，电阻温度系数=410-5c-1，1100时，电气元素的电阻率为t=20(1t)=1.4010-51100)=所需电气元件的总长度与总重量为l总计=nL(m)(5-27)G总计=ng (kg) (5-28)，2020/6/15，57，2020/6 D=6d=65=30mm pallidum线圈数n和节距h在2到4范围内需要设计，具体取决于h=l /n=1691/138=12.3 MH/d=12.3/5=2.46 根据计算，使用d=5mm的电气零件中最小且成本最低的YY电缆。电热元件节距h