辽 宁 x x 大 学
热工过程与设备 课程设计
题目：热处理箱式电阻炉的设计
（生产率150kg/h，功率39kw，工作温度≤600℃）
院（系）： 专业班级： 学
号
：
X X X X X X X X X X X X
学生姓名： 指导教师： 起止时间：
课程设计（论文）任务及评语
院（系）：材料科学与工程学院 教研室：材料教研室 学 号 课程设计（论 文）题 目 一、课设要求 X X 学生姓名 X X 专业班级 X X 热处理箱式电阻炉的设计 生产率150g/h，功率39kw，工作温度≤600℃ 课程设计（论文）要求与任务熟悉设计题目，查阅相关文献资料，完成箱式电阻炉的设计。 二、课设任务 设计任务：设计热处理箱式电阻炉，生产率150kg/h，功率39kw，工作温度≤600℃。 1、炉型选择；2、确定炉体结构与尺寸；3、砌体平均表面积设计；4、计算炉子功率；5、炉子热效率计算；6、炉子空载功率计算；7、空炉升温时间计算 8、功率分配与接线；9、电热元件材料选择与计算；10、电热体元件图；11、电阻炉装配图；12、炉子技术指标；13、参考文献。 三、设计说明书要求 设计说明书结构见《设备设计模板》。 工作计划指导教师评语及成绩 1．设计方案确定，1天；2．确定炉体结构尺寸、热效率、空炉升温时间、功率分配和电热元件等的计算，5天；3．绘制电热元件图和电阻炉草图，书写整理打印设计说明书，3天；4．设计验收及答辩，1天。 成绩： 指导教师签字： 学生签字： 年 月 日 目 录
一、炉型的选择 .................................................................................................. 2 二、确定炉体结构和尺寸 .................................................................................. 2 三、砌体平均表面积设计 .................................................................................. 4 四、计算炉子功率 .............................................................................................. 5 五、炉子热效率计算 .......................................................................................... 7 六、炉子空载功率计算 ...................................................................................... 7 七、空炉升温时间计算 ...................................................................................... 7 八、功率分配与接线 .......................................................................................... 9 九、电热元件材料选择与计算 .......................................................................... 9 十、电热体元件图 .............................................................................................. 11 十一、电阻炉装配图 .......................................................................................... 11 十二、炉子技术指标 ......................................................................................................... 11 参考文献 ................................................................................................................................ 12
设计任务：
为某厂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退火，处理对象为中小型零件，无定型产品，处理批量为多品种，小批量；
(2)生产率：150kg/ h；
(3)工作温度：最高使用温度≤600℃；
(4)生产特点：周期式成批装料，长时间连续生产。
一、炉型的选择
根据工件的特点与设计任务的要求及产量大小选择合适的炉型。由于小批量生产，品种多和工艺稳定的要求拟选用箱式热处理电阻炉，不通保护气氛。
二、确定炉体结构和尺寸
1．炉底面积的确定
炉底面积的计算方法有两种。一种是根据一次装料量计算，另一种是根据炉底强度指标计算[1]。因工件的加热周期和装炉量不明确，故不能用炉子一次装料量确定炉底面积，只能用炉底强度指标法。已知生产率为150kg/h，按表5—1[1]选择箱式炉用于正火和淬火时的单位面积生产率p0为120kg/(m2·h)，故可求得炉底有效面积
F=p/p0=150/120=1.25m2
由于有效面积与炉底总面积存在关系式F/F1=～，取系数上限，得到炉底实际面积：
F=F/= =1.47m2
2．炉底长度和宽度的确定
对于热处理箱式电阻炉，设计时考虑装出料的方便，根据长度与宽度之比，取L/B=2:1，因此，可求得炉底宽度 L=F/0.5=2.059m
B=L／2=／2=1.030m 为方便砌砖L=2205mm B=1048mm
3．炉膛高度的确定
根据统计的资料，炉膛高度（H）对炉底宽度（B）之比H／B通常在0．52～0．9之间，大多数在左右，根据炉子工作条件，取H／B=左右，选定炉膛高度H=707mm。因此，确定炉膛尺寸如下
长 L=(230+2)×9+(230/2+2)=2205mm
宽 B=(120+2)×5+(50+2)×4+(113+2)×2=1048mm 高 H=(65+2)×10+37=707mm
为防止工件与炉内壁或电热元件搁砖相碰撞，应使工件与炉膛内壁之间有一定的空间，在一般情况下，要保证炉料上部有200～300mm的空间，有利于辐射与对流传热，由此确定工作室有效尺寸为
L效=2000mm B效=950mm H效=500mm 砌体结构如图1所示：
轻质粘土砖 硅藻土砖 重质粘土砖 耐热钢
图1砌体结构示意图
热处理箱式电阻炉设计
