熱處理電阻爐的設計畢業設計(更新版)

　　

【正文】 5 功率的分配和接線 320kW 功率均勻分布于爐墻與爐底；采用三 相 YY 接法；供電電壓為 380V。 電熱組件的選擇及計算 （ 1）材料選擇： 電熱組件材料可分為金屬和非金屬兩大類，這里選擇鐵鉻鋁系金屬電熱組件。m ） （ 177。 周期作業爐工件的淬火冷卻過程，實質上就是工件和淬火介 質之間的熱交換過程，因此，可利用熱平衡的方法計算出淬火介質的體積 介V 。對于水， ?? 21 ?? 1；對于油類， 1? ≈（ 30～ 40℃ ）， 2? =（ 80～ 90℃ ） ，則： 介V? =介V2 21??? ? =（ ） △ H5= FV介? =由以上各式得： H=H1+△ h4+△ h5+△ h6=2+++= 因此淬火 油 槽的尺寸為： 長 a=；寬 b= m；高 H= 淬火水槽的尺寸： 長 a=；寬 b=；高 H= 。 由于本設計選用的貝氏體等溫淬火設備 為連續作業爐，但淬火槽中利用升降臺轉移工件，因此采用周期作業淬火槽的設計計算。℃ )） 比熱容（ J/(g 由爐子的最高使用溫度 840℃ ，選用線狀 0Cr13A16Mo2合金作為電熱組件 ，采 用 YY 接線方法，電熱組件 20Cr13A16Mo2 的化學成分及性能見表 1。 電熱組件的性能要求 理想電熱組件材料應具備如下性能： （ 1） 具有良好的耐熱性及高溫強度。后硅側硅 VVV ?? ） 硅? c硅 (t硅 t0 ) = (++) 103 ( ) +(++) 103 ( ) +(++) 103 ( ) = 2. 爐底蓄熱計算 V底粘 =[4?(? +? )+(? 2+)? +(? )?2]? +(? 2)?()? = V底纖 =? ? = V底硅 =? ? = 由于 t底粘 =(t1+t2 底 )/2=(840+)/2=℃ 由表 4得 c底粘 =+? 103t 粘 底 =+? 103? =(kg后粘 2[( + 2)( 15 +) ]= V ?頂粘 ( +) = m3 V ?側纖 2[( +)( 11 +) ]= m3 V ?前。 ? a－空氣的密度（ kg/m3） ca－空氣在 ta～ t180。℃ ) 當爐殼溫度為 60℃ ，室溫為 20℃ 時，由表 經近似 計算得 ?? = W∕ (m2 4 底 ＝ 60℃ 則 耐火層 s1的平均溫度 t 均1s = 7752 710840 ?? ℃ ， 硅酸鋁纖維層 s2的平均溫度 t 均2s = 6102 510710 ?? ℃ ， 硅藻土磚和膨脹珍珠巖復合爐襯 t 均3s = 2852 60510 ?? ℃ 。℃ ) 當爐殼溫度為 60℃ ，室溫為 20℃ 時，由表 經近似計算得 ?? = W∕ (m2 ④計算爐墻散熱損失 Q墻散 =q墻 F墻均 = = Ⅱ ． 對于爐頂散熱， 由前可知，分為三層，即 耐火層 s1＝ 115mm， 硅藻鋁纖維層 s2＝ 80mm， 膨脹珍珠巖層 s3＝ 117mm。℃ ) 表 5 普通硅酸鋁耐火纖維熱導率 （ W s1 、 s3層爐襯的熱導率由表 4 得 31 ????? t 均1s =+ 10 3? 770=∕ (m ℃ ) 即 ： Q 件 =P(c 件 2t1c 件 1t0) =160 (? ? 20) =83923kJ/h 表 3 純鐵和鋼的平均比熱容 種類 化學成分 [重量分數 (%)] 在不同溫度下的平均比熱容 [kJ/(kg 式中 f=R（ 1cos30176。 3． 爐底采用三層 輕質粘土磚（ 67 3） mm+50mm 密度為 250kg/m3的普通硅酸鋁纖維氈 +182mmB 級硅藻土磚和膨脹珍珠巖復合爐襯。爐膛高度常決定于裝料高度和電熱元件的安 裝位置，裝料上方一般應保持 200～ 300mm的空間。 對生產批量不大、工件尺寸較大而且形狀特殊者應采用實際排料法。 ⑸爐子性能：對爐溫均勻性、準確性、控制精度以及升降溫速度、能耗指標等有特殊要求時也應考慮在內。 ⑷勞動條件：所選爐型盡可能改善勞動條件及工作環境，提高機械化和自動化水平，并防止污染。 爐底面積的確定分實際排料法和加熱能力指標法。 爐膛高度的確定 爐膛高度指爐底面至爐頂拱角的距離。 2． 爐頂采用 輕質粘土磚 +80mm 密度為 250kg/m3 的普通硅 酸鋁纖維氈 +115mm膨脹珍珠巖。） 求得。 ℃ ) c 件 1= kJ/(kg4 墻 ＝ 60℃ 則 耐火層 s1 的平均溫度 t 均1s = 7702 700840 ?? ℃ ， 硅酸鋁 纖維層 s2 的平均溫度 t 均2s = 5652 430700 ?? ℃ ， 硅藻土磚層 s3 的平均溫 t 均3s = 2452 60430 ?? ℃ 。℃ 1） 最高使用溫度 （ ℃ ） 輕質粘土磚 (QN－ ) ＋ 10－ 3t + 10－ 3t 1300 硅酸鋁耐火 纖維氈 (600℃ ) + 10－ 3t 1200 硅藻土磚 A 級 ＋ 10－ 3t ＋ 10－ 3t 1200 硅藻土磚 B 級 ＋ 10－ 3t 900 膨脹珍珠巖 ～ + 10－ 3t 1000 表 4 熱處理爐常用耐火材料和保溫材料 普通硅酸鋁纖維的熱導率由表 查得，在與給定溫度相差較小的范圍內近似認為其熱導率與溫度成線性關系，由 t 均2s =565℃ ，得 ?? W∕ (m ③驗算爐殼溫度 t墻4 t 墻4 =t 墻3 q墻33?s = = ℃ ＜ 70℃ 滿足一般熱處理電阻爐表面溫升＜ 50℃ 的要求。℃ ) 普通硅酸鋁纖維的熱導率由表 5 查得，在與給定溫度相差較小的范圍內近似認為其熱導率與溫度成線性關系，由 t 均2s =600℃ ，得 ?? W∕ (m3 底 ＝ 510℃ ， t180。℃ ) 普通硅酸鋁纖維的熱導率由表 5 查得，在與給定溫度相差較小的范圍內近似認為其熱導率與溫度成線性關系，由 t 均2s =610℃ ，得 ?? W∕ (mg－溢出 熱空氣溫度隨爐門開啟時間的增加而降低，若開啟時間很短，可取爐工作溫度。 1. 爐墻及爐頂蓄熱 V ?側粘 2[ ( 11 +) ]= V ?前。后纖側纖 VV ?? ） 纖? c纖 (t纖 t0 ) +（ 頂硅前。 6 電熱組件材料選擇與計算 電熱組件是熱處理電阻爐的關鍵部件，電阻爐性能的好壞和使用壽命的長短與所選用的電熱組件材料密切相關。其優點是電阻系數大、電阻溫度系數小、體積密度小、使用溫度高、耐熱性好、功率穩定、耐熱性好、抗氧化、耐硫蝕、價格便宜，應用廣泛。） 106 電阻溫度系數（ 105/℃ ） （ 0～ 1000℃ ） 線膨脹系數（ 106/℃ ） （ 0～ 1000℃ ） 熱導率（ W/(m而連續作業爐淬火槽的 設計，一般不進行熱平衡計算，而是先確定機械裝置的結構大小，再根據其安裝方法以及操作、檢修的方便和其它附屬裝置的需要等確定淬火槽的形狀、尺寸，最后根據淬火槽尺寸、生產率和介質冷卻方法確定介質需要量，并選擇計算其它附屬裝置和