热处理设备热处理电阻炉学习教案.pptx

《热处理设备热处理电阻炉学习教案.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《热处理设备热处理电阻炉学习教案.pptx（40页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、会计学1热处理设备热处理设备(shbi)热处理电阻炉热处理电阻炉第一页，共40页。本章本章(bn zhn)大纲的要求内容大纲的要求内容n n概述概述n n 了解电阻加热炉的一般知识了解电阻加热炉的一般知识n n炉型的选择和炉体尺寸的确定炉型的选择和炉体尺寸的确定n n 掌握炉型的选择和炉体尺寸的确定办法掌握炉型的选择和炉体尺寸的确定办法(bnf(bnf)和计算和计算n n电阻加热炉功率的确定电阻加热炉功率的确定n n 掌握如何确定电阻加热炉功率掌握如何确定电阻加热炉功率n n电热体材料及其性能电热体材料及其性能n n 了解电热体材料及其性能了解电热体材料及其性能n n电热体的计算及其在炉内布置

2、电热体的计算及其在炉内布置n n 了解电热体的计算及其在炉内布置了解电热体的计算及其在炉内布置 第1页/共40页第二页，共40页。概述概述概述概述(i sh)i sh)定义：将电流通过金属或非金属电热元件，使其发出热定义：将电流通过金属或非金属电热元件，使其发出热 量，借助辐射或对流作用量，借助辐射或对流作用(zuyng)(zuyng)加热元件的热处理炉。加热元件的热处理炉。优点：结构简单、操作方便、工作温度范围广、控温准优点：结构简单、操作方便、工作温度范围广、控温准 确且分布均匀、便于使用控制气氛、易实现自动确且分布均匀、便于使用控制气氛、易实现自动 化和机械操作。化和机械操作。分类：分类

3、：高温炉（高温炉（10001000）（1 1）按工作温度）按工作温度 中温炉（中温炉（10006501000650）低温炉（低温炉（650650）第2页/共40页第三页，共40页。概述概述(i sh)空气介质炉空气介质炉（2 2）按炉膛介质）按炉膛介质 控制气氛炉控制气氛炉 液体介质炉（浴炉）液体介质炉（浴炉）（3 3）按炉膛形状：箱式、井式、罩式、直通式）按炉膛形状：箱式、井式、罩式、直通式（4 4）按专业程度：通用和专用）按专业程度：通用和专用（5 5）按用途：退火、正火、淬火、回火、渗碳）按用途：退火、正火、淬火、回火、渗碳(shn tn)(shn tn)等等（6 6）按作业规程：周期、

4、连续、半连续）按作业规程：周期、连续、半连续第3页/共40页第四页，共40页。概述之周期概述之周期概述之周期概述之周期(zhuq)(zhuq)作业式电阻炉作业式电阻炉作业式电阻炉作业式电阻炉一、周期作业式电阻炉一、周期作业式电阻炉一、周期作业式电阻炉一、周期作业式电阻炉特点：周期地分批处理工件特点：周期地分批处理工件特点：周期地分批处理工件特点：周期地分批处理工件(gngjin)(gngjin)，加热过程中不进，加热过程中不进，加热过程中不进，加热过程中不进行装行装行装行装 出料，生产能出料，生产能出料，生产能出料，生产能 力低力低力低力低.应用：小规模生产应用：小规模生产应用：小规模生产应用

5、：小规模生产.炉型：箱式、井式、炉型：箱式、井式、炉型：箱式、井式、炉型：箱式、井式、台车式台车式台车式台车式.1.1.箱式电阻炉箱式电阻炉箱式电阻炉箱式电阻炉 第4页/共40页第五页，共40页。概述之周期概述之周期概述之周期概述之周期(zhuq)(zhuq)作业式电阻炉作业式电阻炉作业式电阻炉作业式电阻炉AA结构：角钢框架、薄结构：角钢框架、薄钢板为壳、焊接结构钢板为壳、焊接结构B B作用：适合中小件的作用：适合中小件的退火、正火、淬火、退火、正火、淬火、回火、固体渗碳回火、固体渗碳C C缺点：升温慢、温缺点：升温慢、温度不均、工件易氧化、度不均、工件易氧化、脱碳，操作脱碳，操作(cozu)

6、(cozu)不便不便第5页/共40页第六页，共40页。概述之周期概述之周期概述之周期概述之周期(zhuq)(zhuq)作业式电阻炉作业式电阻炉作业式电阻炉作业式电阻炉D D产品序号：有产品序号：有RXRX、RX2RX2、RX3RX3系列，其中系列，其中RX2RX2RX3RX3为可以通入保护气氛或滴入液体的炉子。为可以通入保护气氛或滴入液体的炉子。E E电热元件：金属（高温铁铬铝电热元件：金属（高温铁铬铝12001200）和非金）和非金属（硅碳棒碳化硅属（硅碳棒碳化硅13501350 ）F F中高温炉子的区别：中高温炉子的区别：高温炉子炉膛小，炉壁厚等高温炉子炉膛小，炉壁厚等G G箱式炉子的技术

7、箱式炉子的技术(jsh)(jsh)数据：数据：第6页/共40页第七页，共40页。概述之周期概述之周期概述之周期概述之周期(zhuq)(zhuq)作业式电阻炉作业式电阻炉作业式电阻炉作业式电阻炉HH碳化硅特性：电阻随着温度升高而减少，在碳化硅特性：电阻随着温度升高而减少，在800800850850以上以上(y(y shng)shng)电阻随着温度升高而增加电阻随着温度升高而增加.2 2井式电阻炉井式电阻炉AA结构：圆形、型钢和结构：圆形、型钢和钢板做成炉壳、轻质粘钢板做成炉壳、轻质粘土砖做炉衬、保温层填土砖做炉衬、保温层填充保温粉充保温粉.第7页/共40页第八页，共40页。概述概述(i sh)之

8、周期作业式电阻炉之周期作业式电阻炉B B作用：适合细长工件作用：适合细长工件(gngjin)(gngjin)的退火、正火、淬火、回的退火、正火、淬火、回 火、渗碳等火、渗碳等.C C优缺点：热效率高、温度不均，要分段控温。优缺点：热效率高、温度不均，要分段控温。D D技术参数：技术参数：第8页/共40页第九页，共40页。概述之周期概述之周期(zhuq)作业式电阻炉作业式电阻炉2 2台车式热处理炉台车式热处理炉台车式热处理炉台车式热处理炉第9页/共40页第十页，共40页。概述概述(i sh)之连续作业式电阻炉之连续作业式电阻炉二二 连续作业式电阻炉连续作业式电阻炉特点：一般有两个炉门，一进一出，

9、工件在移动特点：一般有两个炉门，一进一出，工件在移动(ydng)(ydng)过程中被逐步加热和保温，过程连续。生产过程中被逐步加热和保温，过程连续。生产 能力高、机械化自动化程度高、节省人力、能力高、机械化自动化程度高、节省人力、热效率高。热效率高。应用：大批量生产工件应用：大批量生产工件炉型：传送带式、推杆式、辊底式、震底式、步炉型：传送带式、推杆式、辊底式、震底式、步 进式、牵引式、转底式等进式、牵引式、转底式等(第六节完第六节完)第10页/共40页第十一页，共40页。概述之连续概述之连续(linx)作业式电阻炉作业式电阻炉用途：中小型工件的淬火、正火、和回火用途：中小型工件的淬火、正火、

10、和回火特点：优点是工件在运输过程中，加热均匀，不受冲击震动，变形量小。特点：优点是工件在运输过程中，加热均匀，不受冲击震动，变形量小。主要问题是输送带受耐热温度的限制，承载能力较小；输送带反复加主要问题是输送带受耐热温度的限制，承载能力较小；输送带反复加热和冷却，寿命较短；热损失也较大。热和冷却，寿命较短；热损失也较大。分类分类(fn li)(fn li)：网带式：网带式 链板式链板式炉型示意图：炉型示意图：第12页/共40页第十三页，共40页。概述概述(i sh)之连续作业式电阻炉之连续作业式电阻炉2.2.振底式电阻炉振底式电阻炉振底式电阻炉振底式电阻炉振底式炉的特性与用途：振底式炉的特性与

11、用途：振底式炉的特性与用途：振底式炉的特性与用途：这类炉子设有振动机构，这类炉子设有振动机构，这类炉子设有振动机构，这类炉子设有振动机构，使装载工件的活动使装载工件的活动使装载工件的活动使装载工件的活动(hu dng)(hu dng)底板底板底板底板在炉膛内往复运动，借在炉膛内往复运动，借在炉膛内往复运动，借在炉膛内往复运动，借惯性力使工件连续向前惯性力使工件连续向前惯性力使工件连续向前惯性力使工件连续向前移动。由于振动炉底板移动。由于振动炉底板移动。由于振动炉底板移动。由于振动炉底板一直处在炉内，无需工夹具，故炉子热效率高。依振动机一直处在炉内，无需工夹具，故炉子热效率高。依振动机一直处在炉

12、内，无需工夹具，故炉子热效率高。依振动机一直处在炉内，无需工夹具，故炉子热效率高。依振动机构的不同，这类炉子分机械式、气动式和电磁振动式。构的不同，这类炉子分机械式、气动式和电磁振动式。构的不同，这类炉子分机械式、气动式和电磁振动式。构的不同，这类炉子分机械式、气动式和电磁振动式。第13页/共40页第十四页，共40页。概述概述概述概述(i sh)i sh)之连续作业式电阻炉之连续作业式电阻炉之连续作业式电阻炉之连续作业式电阻炉振动机构的种类、特点振动机构的种类、特点(tdi(tdi n)n)和应用范围：和应用范围：第14页/共40页第十五页，共40页。概述之连续概述之连续(linx)作业式电阻

13、炉作业式电阻炉振底式炉型示意图：振底式炉型示意图：用途：螺栓用途：螺栓(lushun)(lushun)、垫圈等中小型工件的热处理、垫圈等中小型工件的热处理第15页/共40页第十六页，共40页。概述之连续概述之连续概述之连续概述之连续(linx)(linx)作业式电阻炉作业式电阻炉作业式电阻炉作业式电阻炉3.3.推杆式电阻炉推杆式电阻炉推杆式电阻炉推杆式电阻炉第16页/共40页第十七页，共40页。概述之连续概述之连续概述之连续概述之连续(linx)(linx)作业式电阻炉作业式电阻炉作业式电阻炉作业式电阻炉3.3.推杆式电阻炉推杆式电阻炉用途：中、小型用途：中、小型(xi(xi oxng)oxn

14、g)金属金属 机件的淬火、机件的淬火、回火等热处理回火等热处理 加热用加热用特点：连续自动生产特点：连续自动生产 效率高，操作效率高，操作 方便，处理后的零件质量稳定。方便，处理后的零件质量稳定。第17页/共40页第十八页，共40页。炉型的选择炉型的选择(xunz)和炉体尺寸和炉体尺寸的确定的确定 影响影响(yngxing)炉型的选择的因素：炉型的选择的因素：工件的特点工件的特点 技术要求技术要求 产量的大小产量的大小 劳动条件、机械化和自动化水平劳动条件、机械化和自动化水平 节省能源节省能源炉膛尺寸的确定：炉膛尺寸的确定：炉膛尺寸的大小由工件的形状、尺寸、装炉膛尺寸的大小由工件的形状、尺寸、

15、装炉量以及炉子的生产率决定的炉量以及炉子的生产率决定的第18页/共40页第十九页，共40页。炉型的选择和炉体尺寸炉型的选择和炉体尺寸(ch cun)的确定的确定炉底面积的确定：炉底面积的确定：第一种方法：根据炉子一次装料量计算（适用于批量第一种方法：根据炉子一次装料量计算（适用于批量 小、工件尺寸大、形状特殊者）小、工件尺寸大、形状特殊者）考虑因素：考虑因素：一次装炉料一次装炉料(llio)(llio)量、量、有效面积、有效面积、装出料的方便程度、装出料的方便程度、气体流通等气体流通等第19页/共40页第二十页，共40页。炉型的选择和炉体尺寸炉型的选择和炉体尺寸(ch cun)的确定的确定具体

16、尺寸确定：具体尺寸确定：L(L(炉膛的长度炉膛的长度)=L1)=L1（有效的长度）（有效的长度）+0.20.3+0.20.3（m m）（预留的两空隙）（预留的两空隙(kngx)(kngx)）B(B(炉膛的宽度炉膛的宽度)=B1)=B1（有效的宽度）（有效的宽度）+0.20.3+0.20.3（m m）（预留的两空隙）（预留的两空隙(kngx)(kngx)）第20页/共40页第二十一页，共40页。炉型的选择炉型的选择(xunz)和炉体尺寸和炉体尺寸的确定的确定第二种方法：根据炉底强度指标计算（适合于工件第二种方法：根据炉底强度指标计算（适合于工件(gngjin)(gngjin)加热加热 周期和装炉

17、量不明确）周期和装炉量不明确）第21页/共40页第二十二页，共40页。炉型的选择和炉体尺寸炉型的选择和炉体尺寸(ch cun)的确定的确定对于箱式炉来说，炉底长度与宽度之比约对于箱式炉来说，炉底长度与宽度之比约3:23:2，因此，因此炉底宽度炉底宽度 ，最后根据经验，与同类炉子对，最后根据经验，与同类炉子对比，合适再决定。比，合适再决定。炉膛高度的确定炉膛高度的确定 经验法：一般来说经验法：一般来说H/B=0.520.9H/B=0.520.9之间，多在之间，多在0.80.8左右左右(zu(zu yu)yu)。小炉子比值大些，大炉子比值小些。小炉子比值大些，大炉子比值小些。第22页/共40页第二

18、十三页，共40页。炉型的选择炉型的选择(xunz)和炉体尺寸和炉体尺寸的确定的确定砌体及外形尺寸的确定应考虑的问题砌体及外形尺寸的确定应考虑的问题砌体包括炉墙、炉顶及炉底，通常都由耐火材料和隔热材料砌筑砌体包括炉墙、炉顶及炉底，通常都由耐火材料和隔热材料砌筑砌体的厚度应符合耐火砖的尺寸要求，砌体要保证一定强度砌体的厚度应符合耐火砖的尺寸要求，砌体要保证一定强度为节能和提高升温速度，在符合耐火、保温和机械强度的要求，应尽为节能和提高升温速度，在符合耐火、保温和机械强度的要求，应尽量采用轻质耐火材料量采用轻质耐火材料保温材料的使用温度不能超过保温材料的使用温度不能超过(chogu)(chogu)容

19、许温度。容许温度。炉衬外表温度应保持在炉衬外表温度应保持在40604060之间为宜。之间为宜。第23页/共40页第二十四页，共40页。炉型的选择和炉体尺寸炉型的选择和炉体尺寸(ch cun)的确定的确定炉墙的砌筑：炉墙的砌筑：炉温低于炉温低于300300的电阻炉，用钢板夹层作炉墙，中的电阻炉，用钢板夹层作炉墙，中间填充保温材料间填充保温材料小于小于700700，轻质粘土砖做砌体，外部加蛭石粉或，轻质粘土砖做砌体，外部加蛭石粉或硅藻土砖等保温材料硅藻土砖等保温材料70010007001000，中小型炉子，中小型炉子(l zi)(l zi)采用耐火材料与保采用耐火材料与保温材料两种结构。特大型，可

20、考虑重质粘土温材料两种结构。特大型，可考虑重质粘土砖做耐火材料砖做耐火材料1000130010001300高温炉，用三层炉衬，分别为高铝砖、高温炉，用三层炉衬，分别为高铝砖、轻质粘土砖与保温粉料。轻质粘土砖与保温粉料。在保温层与炉壳之间还有一层厚度为在保温层与炉壳之间还有一层厚度为510mm510mm的石的石棉板。棉板。第24页/共40页第二十五页，共40页。炉型的选择炉型的选择(xunz)和炉体尺寸和炉体尺寸的确定的确定炉顶的砌筑炉顶的砌筑分类：平顶、拱顶和悬挂顶分类：平顶、拱顶和悬挂顶选用选用(xu(xu nyng)nyng)原则：原则：0.40.6m 0.40.6m 平顶平顶 炉宽炉宽

21、3.54m 3.54m 拱顶拱顶 3.54m 3.54m 悬挂顶悬挂顶拱顶：拱顶：第25页/共40页第二十六页，共40页。炉型的选择炉型的选择(xunz)和炉体尺寸和炉体尺寸的确定的确定炉底的砌筑炉底的砌筑 电阻炉炉底结构是在炉底外壳钢板上用保温砖砌成方格子状，电阻炉炉底结构是在炉底外壳钢板上用保温砖砌成方格子状，然后在格子中填充松散的保温材料，在其上面平铺然后在格子中填充松散的保温材料，在其上面平铺1-2 1-2 层保层保温砖，之后再铺一层轻质砖，其上安置支撑炉底板或导轨温砖，之后再铺一层轻质砖，其上安置支撑炉底板或导轨的重质砖和电热元件搁砖。的重质砖和电热元件搁砖。采用辐射采用辐射(fsh

22、)(fsh)管电热元件的炉子，炉底常用耐火纤维预管电热元件的炉子，炉底常用耐火纤维预制块铺设。炉底设有导轨的炉子，炉底应考虑导轨的支撑制块铺设。炉底设有导轨的炉子，炉底应考虑导轨的支撑和固定。和固定。第26页/共40页第二十七页，共40页。炉型的选择和炉体尺寸炉型的选择和炉体尺寸(ch cun)的确定的确定炉架和炉壳炉架和炉壳 炉架的作用是承受炉衬和工件载荷以及支撑炉拱的侧推力。炉架的作用是承受炉衬和工件载荷以及支撑炉拱的侧推力。炉架通常用型钢焊接成框架，型钢的型号随炉子大小、炉炉架通常用型钢焊接成框架，型钢的型号随炉子大小、炉衬材料和结构而异。轻质耐火砖和耐火纤维炉衬的应用，衬材料和结构而异

23、。轻质耐火砖和耐火纤维炉衬的应用，大大地减轻了炉架的负荷。大大地减轻了炉架的负荷。炉壳的作用是保护炉壳的作用是保护(b(b oh)oh)炉衬，加固炉子结构和保持炉子炉衬，加固炉子结构和保持炉子的密封性，通常是用钢板复贴在钢架上焊接而成的密封性，通常是用钢板复贴在钢架上焊接而成第27页/共40页第二十八页，共40页。电阻加热功率电阻加热功率(gngl)的确定的确定确定(qudng)方法：经验计算法 类比法 理论计算法经验计算法：第28页/共40页第二十九页，共40页。电阻加热功率电阻加热功率(gngl)的确定的确定 类比法类比法 理论计算法理论计算法(热平衡法热平衡法)1.1.加热工件所需的有效

24、加热工件所需的有效(y(y uxio)uxio)热量热量2.2.加热辅助工夹具所需的热量加热辅助工夹具所需的热量第八次完成第八次完成第29页/共40页第三十页，共40页。电阻加热功率电阻加热功率(gngl)的确定的确定3.3.加热控制气体所需的热量加热控制气体所需的热量(rling)(rling)4.4.通过炉衬的散失的热量通过炉衬的散失的热量(rling)(rling)第30页/共40页第三十一页，共40页。电阻加热功率电阻加热功率(gngl)的确定的确定5.5.砌体的蓄热砌体的蓄热6.6.通过通过(tnggu)(tnggu)炉门开启辐射的热损失炉门开启辐射的热损失第31页/共40页第三十二

25、页，共40页。电阻加热功率电阻加热功率(gngl)的确定的确定7.7.通过通过(tnggu)(tnggu)开启炉门的溢气热损失开启炉门的溢气热损失8.8.其他热损失其他热损失第32页/共40页第三十三页，共40页。电阻加热功率电阻加热功率(gngl)的确定的确定于是有：于是有：则有功率则有功率(gngl(gngl)：实际生产中：实际生产中：第33页/共40页第三十四页，共40页。电热体材料电热体材料(cilio)及其性能及其性能一、对电热体材料的要求（1）良好的高温力学性能(xngnng)和化学稳定性。（2）高的电阻率。（3）较小的电阻温度系数。（4）低的热胀系数。（5）良好的机械加工性能(x

26、ngnng)。（6）符合国家资源情况，成本低。二、电热体材料性能(xngnng)第34页/共40页第三十五页，共40页。电热体材料电热体材料(cilio)及其性能及其性能（一）金属材料（一）金属材料（1 1）镍铬合金）镍铬合金 镍铬合金分二元合金和三元合金两种，二元合镍铬合金分二元合金和三元合金两种，二元合金基本是镍和铬，含铁量只有金基本是镍和铬，含铁量只有 0.53%0.53%三元合金是镍铬铁合金。三元合金是镍铬铁合金。经常使用的镍铬合金有经常使用的镍铬合金有Cr15Ni60Cr15Ni60、0Cr23Ni13 0Cr23Ni13等。等。（2 2）铁铬铝合金）铁铬铝合金 铁铬铝合金的熔点比镍

27、铬合金高，在空气中铁铬铝合金的熔点比镍铬合金高，在空气中加热后表面形成一层加热后表面形成一层Al2O3Al2O3保护膜，其熔点比合金基体高。此保护膜，其熔点比合金基体高。此种合金电阻率大，电阻温度系数小，价格低廉，但质脆，加种合金电阻率大，电阻温度系数小，价格低廉，但质脆，加工性能较差，弯曲时需要预热；高温时强度低，元件易于变工性能较差，弯曲时需要预热；高温时强度低，元件易于变形倒塌；加热后合金晶粒胀大，脆性增加，经不起冲击和弯形倒塌；加热后合金晶粒胀大，脆性增加，经不起冲击和弯曲；维修曲；维修(wixi)(wixi)时比较困难。时比较困难。第35页/共40页第三十六页，共40页。电热体材料电

28、热体材料(cilio)及其性能及其性能(3)(3)钼钼 纯度在纯度在99.8%99.8%左右，呈银灰色，坚韧，耐高温；高左右，呈银灰色，坚韧，耐高温；高温时力学性能好，电阻率低，电阻温度系数大。为使电热温时力学性能好，电阻率低，电阻温度系数大。为使电热元件功率稳定，必须安装调压器。元件功率稳定，必须安装调压器。(4)(4)钨钨 熔点熔点(rngdin)(rngdin)比钼高，硬度大，高温力学性能好，比钼高，硬度大，高温力学性能好，电阻率小，电阻温度系数大，加热过程中必须使用调压器。电阻率小，电阻温度系数大，加热过程中必须使用调压器。(5)(5)钽钽 熔点熔点(rngdin)2900(rngdi

29、n)2900，最高使用温度，最高使用温度25002500，电阻率比钼、钨高，电阻温度系数大，加热过程中必须用电阻率比钼、钨高，电阻温度系数大，加热过程中必须用调压器。调压器。第36页/共40页第三十七页，共40页。电热电热(dinr)体材料及其性能体材料及其性能(二)非金属材料 碳化硅电热(dinr)元件 硅钼电热(dinr)元件 石墨电热(dinr)元件第37页/共40页第三十八页，共40页。小结小结(xioji)uu介绍了电阻炉uu炉型选择(xunz)和炉体尺寸确定uu电阻加热功率的确定uu电热体第38页/共40页第三十九页，共40页。思考题思考题1 1、试述周期作业和连续作业电阻炉的工作特点和、试述周期作业和连续作业电阻炉的工作特点和 应用应用2 2、试述高温、中温和低温电阻炉的炉衬结构特点、试述高温、中温和低温电阻炉的炉衬结构特点3 3、试述如何根据热平衡计算法来确定、试述如何根据热平衡计算法来确定(qudng)(qudng)电阻炉的额电阻炉的额 定功率。定功率。第39页/共40页第四十页，共40页。