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文档简介
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
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