箱式電阻爐課程設(shè)計(jì)

1、百度文庫(kù)讓每個(gè)人平等地捉升口我一. 設(shè)計(jì)任務(wù)書題目：設(shè)計(jì)一臺(tái)中溫箱式熱處理電阻爐；生產(chǎn)能力:160 kg/h；生產(chǎn)要求：無(wú)泄型產(chǎn)品，小批量多品種，周期式成批裝料，長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)生產(chǎn)；要求：完整的設(shè)計(jì)計(jì)算書一份和爐子總圖一張。二、爐型的選擇根據(jù)生產(chǎn)特點(diǎn)，擬選用中溫箱式熱處理電阻爐，最髙使用溫度650C,不通保護(hù)氣氛。三、確定爐體結(jié)構(gòu)及尺寸1 爐底而積的確定因無(wú)立型產(chǎn)品，故不能用實(shí)際排料法確泄?fàn)t底而積，只能用加熱能力指標(biāo)法。已知生產(chǎn) 率p為160 kg/h,按照教材表5-1選擇箱式爐用于退火和回火時(shí)的單位面積生產(chǎn)率p。為 100 kg/(m2 . h),故可求得爐底有效而積：P160100 1.6m2

2、由于有效而積與爐底總面積存在關(guān)系式F1/F= 0.60-0.85,取系數(shù)上限，得爐底實(shí)際而枳:F =丄？- = 1.88m20.850.852 爐底長(zhǎng)度和寬度的確定由于熱處理箱式電阻爐設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮出料方便，取L/B = 2,因此，可求得：L = Jf/05 = /1.88/0.5 = 1.94mB = L/2 = 1.94/2 = 0.97 m根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)磚尺寸，為便于砌磚，取L = l970m, B = 0.978 m,如總圖所示。3 爐膛髙度的確定按照統(tǒng)計(jì)資料，爐膛高度H與寬度BZ比H/B通常在0.5-0.9之間，根據(jù)爐子工作條件，取H/B = 0.654mo因此，確左爐膛尺寸如下：長(zhǎng) L =

3、 (230 + 2) X 8 +(230 X 扌+ 2)= 1970 m寬 B = (120 + 2) X 4 + (65 + 2) X 2 + (40 + 2) X 3 + (113 + 2) X 2 = 978mm 髙 H = (65 + 2) X 9 + 37 = 640 mm為避免工件與爐內(nèi)壁或電熱元件擱磚相碰撞，應(yīng)使工件與爐膛內(nèi)壁之間有一肚的空間, 確定工作室有效尺寸為：L .：= 1700 mmB /f = 700 mmH 黃=500 mm4.爐襯材料及厚度的確泄由于側(cè)墻、前墻及后墻的工作條件相似，采用相同爐襯結(jié)構(gòu)，KP113mmQN-0.8輕質(zhì)粘 上磚，+80 mm密度為250

4、kg/m3的普通硅酸鋁纖維氈，+ 113mm B級(jí)硅藻上磚。爐頂采用113 mmQN - 1.0輕質(zhì)粘上磚，+80 mm密度為250 kg/n?的普通硅酸鋁纖維氈, + 115 mm膨脹珍珠巖。爐底采用三層QN - 1.0輕質(zhì)粘上磚(67 X 3)mm, +50 mm密度為250 kg/m?的普通硅酸鋁纖維氈，+182 mm B級(jí)硅藻上磚和膨脹珍珠巖復(fù)合爐襯。爐門用65 mmQN - 1.0輕質(zhì)粘上磚，+80 mm密度為250 kg/m3的普通硅酸鋁纖維氈， +65 mm A級(jí)硅藻土磚。爐底隔磚采用重質(zhì)粘土磚（NZ-35）,電熱元件擱磚選用重質(zhì)高鋁磚。爐底板材料選用Cr-Mn-N耐熱鋼，根據(jù)爐

5、底實(shí)際尺寸給出，分三塊或者四塊，厚20mm o四、砌體平均表面積計(jì)算砌體外廓尺寸如下：L外=L + 2 X （115 + 80 + 115） = 2590 mmB外=B + 2 X (115 + 80+ 115) = 1590 mm日外=H + f+ (115 + 80 + 115) + 67 X4+ 50 + 182 = 1441mm試中f一一拱頂高度，此爐子采用60標(biāo)準(zhǔn)拱頂，取拱弧半徑R = B.則f可由f=R（l- cos30）求得 f二。1 爐頂平均而積廠2itRtF頂內(nèi)= TXL =2-14xa978 X1.97 = 2.017 m27F 頁(yè)外=8外 X L外=1.590 X 2.5

6、90 = 4.1181m2F頂均=（壬頂內(nèi) X F頂外=2.017 X 4.1181 = 2.882 m 2.爐墻平均而積爐墻面積包括側(cè)墻及前后墻，為簡(jiǎn)化計(jì)算，將爐門包括在前墻內(nèi)。F 墻內(nèi)=2LH + 2BH = 2H（L + B）=2 X 0.640 X (1.97+ 0.978)=3.77 m2=/3.77 X 12.05=6.74 m2=/193 X 4.12 = 2.8 m2=2 X 1.441 X (2.59 + 1.590)=12.05m2F墻均=3 爐底平均而枳=B X L = 0.978 X 1.97 = 1.93 m2F底外=B外 X L外=1.590 X 2.590 = 4

7、.12m*-五、計(jì)算爐子功率1 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式法計(jì)算爐子功率 由教材式(8.5 )P曠KF%爲(wèi))取式中系數(shù)K為保溫系數(shù)，取值為11,爐溫t = 65(rc,爐膛面積F 遁=2 X (1.97 X 0.640) + 2 X (0.978 X 0.640) + 1.97 X 0.978=27 kW由經(jīng)驗(yàn)公式法汁算得P安泌30kW2.根據(jù)熱平衡計(jì)算爐子功率(1) 加熱工件所需的熱量0件由資料附表得，工件在650C及2(rc時(shí)比熱容分別為c件2 = 1.051 kj/(kg-C), c件=0.486 kj/(kg C),根據(jù)式(5 1)=160 X (1.051 X 650 一 0.486 X 20)=

8、107748.8 kj/h(2) 通過(guò)爐襯的散熱損失的熱MQ(?zI. 爐墻的散熱損失由于爐子側(cè)壁和前后墻爐襯結(jié)構(gòu)相似，故作統(tǒng)一數(shù)據(jù)處理，為簡(jiǎn)化計(jì)算，將爐門包括在前墻內(nèi)。對(duì)于爐墻散熱，如圖1一1所示，首先假左界而上的溫度及爐殼溫度,t2V. = 540C, 320C. t4j;, = 60C,則耐火層S的平均溫度J均=駕絲=595弋，硅酸鋁纖維層S2的平均溫度.2均=430 C, 硅藻上磚層S3的平均溫度匚3均=190 C, S, S3層爐襯的導(dǎo)熱率由教材附表3得入 1 = 0.290 + 0.256 X 103tsi 旳=0.442W/ (mC)入3 = 0.131 + 0.23 X 10-

9、3.3 均=0.160W/ (m-C) o普通硅酸鋁纖維的熱導(dǎo)率由教材附表4査得，在與給左溫度相差較小范羽內(nèi)近似認(rèn)為苴熱導(dǎo)率與溫度成直線關(guān)系，由ts2;：, = 430C,得入2 = 0.099W/ (m-C)當(dāng)爐殼溫度為60弋，室溫為20。(：是，由教材附表2可得爐墻外表而對(duì)車間的綜合傳熱系 數(shù) aS = 12.17W/(m2-C)求熱流650-20=0.1150.0800.115 I-12ZL7 =417.5 W/m2驗(yàn)算交界而上的溫度I?墻和t3墻S,上2瑙=5-q墻廠= 5415CA=1工2瑕541.5-540 = or%540誤差A(yù) 5%,滿足設(shè)計(jì)要求，不需要重新估算。q存=328.

10、58弋=2.61%誤差A(yù) 5%,同樣滿足設(shè)訃要求，不需要重新估算。驗(yàn)算爐殼溫度墻14 墻=亡3 墻一 q墻才=54.25C 1 m川P.,(pt10 X 1.46每組電熱元件質(zhì)呈得n o3.14 o-G淚=L組Pm = X 4. 5 X 46.1 X 7.1 X 10 = 5.24 kg其中Pm由附表查得Pm = 7.1 g/cm3（7）電熱元件總長(zhǎng)度和總質(zhì)量 電熱元件總長(zhǎng)度得L ., = 6L：.| = 6 X 46.1 = 276.6 m電熱元件總質(zhì)量得G, = 6G ：.| = 6 X 5.24 = 31.44 kg10 X 1033.14 X 0.45 X 4610（8）校核電熱元件表

11、面負(fù)荷=1.535 W/cm2W實(shí)VW汩結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求。（9）電熱元件在爐膛內(nèi)的布置將6組電熱元件每組分為4折，布置在兩側(cè)爐墻及爐底上，則有446.1=11.525 m4布宜電熱元件的爐壁長(zhǎng)度L = L-50 = 1970 - 50 = 1920 mm絲狀電熱元件繞成螺旋狀，當(dāng)元件溫度髙于1000C,螺旋節(jié)徑D = （46）d,取D = 6d = 27mm.螺旋體圈數(shù)N和螺距h分別為X 103 = 136 圈L 折 11.525N =nD 3.14 X 27L1920h = N=14.1 mm136h 14.1 d = TT = 3-13按規(guī)定，h/d在24范圍內(nèi)滿足設(shè)計(jì)要求。根據(jù)計(jì)算，選用YY方式接線，采用d = 4.5 mm所用電熱元件質(zhì)量最小，成本最低。 電熱元件節(jié)距h在安裝時(shí)適當(dāng)調(diào)整，爐口部分增大功率。電熱元件引出棒材料選用lCrl8Ni9Ti