第十一章 加热设备.pptVIP

工程材料与材料成型基础 11 加热设备 筑炉材料 传热理论 热处理电阻炉 热处理浴炉 感应加热设备 第二节 传热理论 一、传导传热 二、对流传热 三、 辐射传热 第三节 热处理电阻炉 一、热处理电阻炉的基本类型 二、热处理电阻炉的设计步骤 炉型设计或选择 炉膛尺寸确定 炉体结构设计 电阻炉功率技术及功率分配 电热元件材料选择 电热元件设计计算 炉用机械设备和电气、控温仪表设计及选用 技术经济指标核算 绘制炉子总图、砌砖体、零部件图和编制电阻炉使用说明书 1、炉型的选择 2、炉膛尺寸的确定 3、炉体结构设计 4、电阻炉功率的确定 5、电阻炉功率的分配 6、电热元器件材料及性能 7、电热元件的计算 8、电热元件的安装 9、电阻炉的性能试验及技术规范 第四节 热处理浴炉 二、盐浴炉设计概要 1、浴槽尺寸的确定 二、炉体结构的设计 三、电极盐浴炉功率的确定 四、电极材料和尺寸的确定 五、启动电极 六、排气通风装置 第五节 感应加热设备 感应设备频率的选择 1. 工件的特点(形状、尺寸、重量) 2. 技术要求 3. 产量大小 4. 劳动条件 5. 炉子性能 以“优质、高效、低耗、清洁、灵活”为目标 炉膛砌砖体内腔尺寸B、L、H 炉膛有效尺寸 B效、L效、H效 1、炉底面积 2、炉膛高度的确定 实际排料法 加热能力指标法 炉膛高度常决定于装料高度和电热元件的安装位置，装料上方一般应保持200~300mm的空间。 炉墙 炉顶 炉底 炉门 炉衬 耐火材料和保温材料 中温电阻炉墙由耐火层、保温层和石棉板组成 热电阻炉一般均采用拱顶 炉底钢板上加一层石棉板，再用硅藻土砖砌成 格子，在格子里填充蛭石或硅藻粉 操作方便，便于进出料，炉口密封好，减少热 损失 （1） 经验计算法 a 按炉膛容积计算功率 b 按炉膛面积确定功率 c 类比法 （2） 理论计算法 （1）箱式电阻炉 对于炉膛长度不超过1m的炉子，一般可将功率均匀分配在炉内 两侧墙和炉底上； 对于大型的箱式炉，通常在靠近炉门口处增加一些功率。 （2）井式电阻炉 （3）连续作业电阻炉 对没有强制对流的井式炉应当在炉子的上部与下部适当增加一些功率。 根据各区段工件的吸热量与炉子的散热量多少来确定。 1． 具有良好的抗高温性能 2． 具有较大的电阻率 3． 具有小的电阻温度系数 4． 具有小的热膨胀系数 5． 具有良好的加工性 6． 电热元件材料成分耍尽可能符合我国资源情况，冶炼加工 成本要隔。 电热元件的性能要求： 电热元件材料 金属 非金属 铁铬铝合金 镍铬合金 钼 钨铂 碳化硅 二硅化钼 石墨 （1）金属电热元件的计算 （2）碳化硅电热元件的计算 安装在炉侧壁 安装在炉顶 安装在炉底 安装在辐射管内 电阻炉的性能试验主要项目有电热元件的电阻、额定功率、空炉升温时间、空载功率等。 电阻炉的技术规范常列成表格写到使用说明书中，重要指标标在铭牌上。其内容包括： 额定(设计)功率(kw) ，额定(最高工作)温度(℃)，额定电压(v)，相数，电热元件接法，空载功率(kw)，空炉升温时间(h)，最大技术生产串(kdh)，最大一次装料量(kg)， 工作空间尺寸，外廓尺寸，重量等。 浴炉是利用液体介质加热或冷却工件的一种热处理炉。 一、分类： 按介质不同 盐浴炉 碱浴炉 铅浴炉 油浴炉 按热源供给方式 外热式 内热式 （1）外热式盐浴炉 缺点： ①必须使用柑蜗加热、热惰性大； ②坩埚内外温差大(100~150℃)； ③使用温度不能太高，一般在900℃ 以下， 限制了使用范围。 优点： ①不需昂贵的变压器； ②启动操作方便。 （2）内热式盐浴炉 （a）插入式电极盐浴炉 （b）埋入式电极盐浴炉 设计内容包括： ①炉型选择及浴槽尺寸的确定； ②炉体设计及结构设计； ③炉子功率确定； ④电极尺寸及布置方法的确定； ⑤启动电阻的计算； ⑥变压器的选择； ⑦抽风机及自动化装置设计等。 确定原则：应尽可能使浴面面积减少，以减少辐射热损失； 浴槽深度要比熔盐的深度大一些，以免放工件后盐外溢。 类比法 经验法 根据工件尺寸形状及装料量、参考标淮浴炉尺寸确定。 根据生产率ρ(kg/h)确定熔盐重量G(kg) 其中，γ-熔盐在工作温度下的密度 耐火材料坩埚 炉胆 保温层 电极 炉壳 →重质耐火砖、高铝砖 →6~12mm钢板焊接而成 →用粉状保温材料填充 →用钢板制成 常见的电极材料有纯铁、低碳钢、不锈钢、耐热钢、石墨、 碳化硅等。 插入式电极盐浴炉 硝盐炉 高温盐浴炉 加热设备 第一节 筑炉材料 耐火材料 保温材料 炉壳用金属材料 炉子地基材料 炉用耐热钢材 筑炉材料 耐火材料性能指标 耐火度 高温结构强度 高温化学稳定性 热振稳定性 高温体积稳定性 热处理炉常用耐火