热处理电阻炉设计计算举例学习教案.pptx

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1、会计学1热处理电阻炉设计计算热处理电阻炉设计计算(j sun)举例举例第一页，共68页。2023/2/72电阻炉是最主要的、应用最广的热处理设备电阻炉是最主要的、应用最广的热处理设备优点：优点：1)控温精度和自动化程度很高，准确度可达控温精度和自动化程度很高，准确度可达15；2)炉温均匀性好，波动范围小，可控制在炉温均匀性好，波动范围小，可控制在35；3)热效率高，可达热效率高，可达45%80%(煤气炉煤气炉25%)；4)便于采用可控气氛；便于采用可控气氛；5)结构简单紧凑，体积小，便于组成流水线生产；结构简单紧凑，体积小，便于组成流水线生产；6)其生产和热处理工艺的机械化、自动化、生产效率和

2、其生产和热处理工艺的机械化、自动化、生产效率和生产质量高，劳动生产质量高，劳动(lodng)条件好，对环境污染较条件好，对环境污染较小。小。第1页/共68页第二页，共68页。2023/2/73箱式电阻炉第2页/共68页第三页，共68页。2023/2/74箱式电阻炉箱式电阻炉a、高温、高温(gown)箱式电阻炉：最高温箱式电阻炉：最高温(gown)度度1300，SiC棒作电热元件。棒作电热元件。特点：特点：电热元件直接布置在炉膛两侧，且不遮蔽，极电热元件直接布置在炉膛两侧，且不遮蔽，极少布置于炉顶和炉底，工件加热依靠热辐射。少布置于炉顶和炉底，工件加热依靠热辐射。砌筑材料要求高，高铝砖或砌筑材料

3、要求高，高铝砖或SiC制品。制品。第3页/共68页第四页，共68页。2023/2/75第4页/共68页第五页，共68页。2023/2/76lb、中温箱式电阻炉：额定、中温箱式电阻炉：额定(dng)温度温度950，合金电热元件，合金电热元件Ni-Cr。l特点：特点：l1）电热元件布置在炉子侧壁和炉顶，依靠）电热元件布置在炉子侧壁和炉顶，依靠辐射加热工件。辐射加热工件。l2）炉衬采用密度不超过）炉衬采用密度不超过1.0g/cm3的轻质耐的轻质耐火粘土砖砌成，保温层采用珍珠岩保温砖火粘土砖砌成，保温层采用珍珠岩保温砖并填以蛭石粉、膨胀珍珠岩颗粒等材料。并填以蛭石粉、膨胀珍珠岩颗粒等材料。第5页/共6

4、8页第六页，共68页。2023/2/77lb、中温箱式电阻炉：额定温度、中温箱式电阻炉：额定温度950，合金电，合金电热元件热元件Ni-Cr。特点：。特点：l3）在耐火层和保温层间夹以硅酸铝耐火纤维作）在耐火层和保温层间夹以硅酸铝耐火纤维作为炉衬。为炉衬。l作用：炉衬变薄、重量减轻、炉衬蓄热量减少、作用：炉衬变薄、重量减轻、炉衬蓄热量减少、热损失减少、降低炉子空载功率并缩短升温时热损失减少、降低炉子空载功率并缩短升温时间。间。l4）较大的炉子采用温度分区控制，增进温度均）较大的炉子采用温度分区控制，增进温度均匀性，匀性，还可设置还可设置(shzh)风扇，以加快传热速度。风扇，以加快传热速度。l

5、5）炉底电热元件上方敷盖耐热钢制炉底板，其）炉底电热元件上方敷盖耐热钢制炉底板，其材料以铬锰氮居多。材料以铬锰氮居多。第6页/共68页第七页，共68页。2023/2/78第7页/共68页第八页，共68页。2023/2/79lc、低温箱式电阻炉：、低温箱式电阻炉：650 l有强制气流有强制气流(qli)循环和远红外辐射加热炉，循环和远红外辐射加热炉，前者靠对流传热。前者靠对流传热。第8页/共68页第九页，共68页。2023/2/710热处理电阻炉的设计是一项综合性的技术热处理电阻炉的设计是一项综合性的技术(jsh)(jsh)工作：工作：所所需需知知识识：炉炉子子知知识识；热热处处理理工工艺艺；机

6、机械械设设计计；电电工工及及温度控制等有关内容；温度控制等有关内容；设计原则：密切结合生产实际，综合运用有关知识。设计原则：密切结合生产实际，综合运用有关知识。设计准备：详尽收集有关原始资料：设计准备：详尽收集有关原始资料：包包括括：生生产产任任务务(公公斤斤或或件件/小小时时或或年年)及及作作业业制制度度(一一、二二班班或或连连续续生生产产)；加加热热工工件件的的材材料料、形形状状、尺尺寸寸和和重重量量；工工件件的的热热处处理理工工艺艺规规程程和和质质量量要要求求；电电源源及及车车间厂房等条件；炉子的制造维修能力和投资金额等。间厂房等条件；炉子的制造维修能力和投资金额等。第9页/共68页第十

7、页，共68页。2023/2/711热处理电阻炉的设计内容热处理电阻炉的设计内容(1)(1)炉型的选择；炉型的选择；(2)(2)炉膛尺寸的确定炉膛尺寸的确定(qudng)(qudng)；(3)(3)炉体结构设计炉体结构设计(包括炉衬、构包括炉衬、构架、炉门等架、炉门等)；(4)(4)电阻炉功率的计算及功率分电阻炉功率的计算及功率分配；配；(5)(5)电热元件材料的选择；电热元件材料的选择；(6)(6)电热元件材料的设计计算；电热元件材料的设计计算；(7)(7)炉用机械设备和电气、控温炉用机械设备和电气、控温仪表的设计与选用；仪表的设计与选用；(8)(8)技术经济指标的核算；技术经济指标的核算；(

8、9)(9)绘制炉子总图、砌体图、零绘制炉子总图、砌体图、零部件图、安装图和编制电炉使部件图、安装图和编制电炉使用说明书等随机技术文件。用说明书等随机技术文件。第10页/共68页第十一页，共68页。热处理电阻炉设计热处理电阻炉设计热处理电阻炉设计热处理电阻炉设计(shj)(shj)(shj)(shj)计算举例计算举例计算举例计算举例一一一一、设设设设计计计计(shj)(shj)任务任务任务任务 为某厂设计一台热处理电阻炉，其技术条件为：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淬火、正火及调质处理。处理对象为中小型零件，无定型产品，处理批量为多品种用途：中

9、碳钢、低合金钢毛坯或零件的淬火、正火及调质处理。处理对象为中小型零件，无定型产品，处理批量为多品种(pnzhng)，小批量；，小批量；(2)生产率：生产率：160kg/h；(3)工作温度：最高使用温度工作温度：最高使用温度950；(4)生产特点：周期式成批装料，长时间连续生产。生产特点：周期式成批装料，长时间连续生产。第11页/共68页第十二页，共68页。1炉底面积的确定炉底面积的确定 因无定型产品，故不能用实际排料法确定炉底面积，只能用加热能力指标因无定型产品，故不能用实际排料法确定炉底面积，只能用加热能力指标(zhbio)法。已知生产率法。已知生产率p为为160kg/h，按表，按表51选择

10、箱式炉用于正火和淬火时的单位面积生产率选择箱式炉用于正火和淬火时的单位面积生产率p0为为120kg/(m2 h)，故可求得炉底有效面积，故可求得炉底有效面积二二二二、炉炉炉炉 型型型型 的的的的 选选选选 择择择择(xunz)(xunz)根据设计任务给出的生产特点，拟选用箱式热处理电阻根据设计任务给出的生产特点，拟选用箱式热处理电阻(dinz)加热炉，不通保护气氛。加热炉，不通保护气氛。三、确定炉体结构和尺寸三、确定炉体结构和尺寸三、确定炉体结构和尺寸三、确定炉体结构和尺寸第12页/共68页第十三页，共68页。第13页/共68页第十四页，共68页。2023/2/715第14页/共68页第十五页

11、，共68页。有效面积有效面积(min j)与炉底总面积与炉底总面积(min j)存在关系式存在关系式F1/F=0.750.85，取系数上限，得炉底实际面积，取系数上限，得炉底实际面积(min j)根据根据(gnj)标准砖尺寸，为便于砌砖，取标准砖尺寸，为便于砌砖，取L=1.741m，B=0.869m。由于热处理箱式电阻炉设计时应考虑装出料方便，取由于热处理箱式电阻炉设计时应考虑装出料方便，取 L/B=2：1，而，而F=LB=0.5L2，因此，可求得，因此，可求得 2炉底长度和宽度炉底长度和宽度(kund)的确定的确定第15页/共68页第十六页，共68页。3炉膛高度的确定 按统计资料，炉膛高度H

12、与宽度B之比H/B通常在0.50.9之间，根据炉子工作条件，取H/B=0.7左右，根据标准砖尺寸，选定(xun dn)炉膛高度H=0.640m。因此，确定炉膛尺寸如下：炉底支撑炉底支撑(zh chng)砖厚度砖厚度拱角砖矮边拱角砖矮边高度高度(god)炉底搁砖宽度炉底搁砖宽度砖砖 缝缝长度长度砖长砖长第16页/共68页第十七页，共68页。为避免工件与炉内壁或电热元件搁砖相碰撞，应使工件与炉膛(ltng)内壁之间有一定的空间，确定工作室有效尺寸为：L效=1500mm；B效=700 mm；H效=500mm第17页/共68页第十八页，共68页。第18页/共68页第十九页，共68页。4炉衬材料及厚度的

13、确定 由于(yuy)侧墙、前墙及后墙的工作条件相似，采用相同炉衬结构，即113mmQN1.0轻质粘土砖+50mm密度为250kg/m3 的普通硅酸铝纤维毡+113mrnB级硅藻土砖。炉顶 采用113mmQN 1.0轻质粘土砖十80mm密度为250kg/m3 的普通硅酸铝纤维毡十115mm膨胀珍珠岩。炉底 采用三层QN1.0轻质粘土砖(67 3)mm+50mm密度为250kg/m3 的普通硅酸铝纤维毡十182mmB级硅藻土砖和膨胀珍珠岩复合炉衬。炉门 用65mmQN1.0轻质粘土砖+80mm密度为250kg/m3 的普通硅酸铝纤维毡+65mmA级硅藻土砖。炉底隔砖采用重质粘土砖，电热元件搁砖选用

14、重质高铝砖。（注67=65+2，2是砖缝的宽度。）第19页/共68页第二十页，共68页。2023/2/721第20页/共68页第二十一页，共68页。四四四四、砌砌砌砌体体体体(q(q t)t)平平平平均均均均表表表表面面面面积积积积计算计算计算计算炉底板材料选用炉底板材料选用(xunyng)CrMnN耐热钢，根据炉底实际尺寸给出，分三块或四块，厚耐热钢，根据炉底实际尺寸给出，分三块或四块，厚20mm。砌体外廓尺寸如图砌体外廓尺寸如图 515所示所示（教材图（教材图5-9）。）。L外外=L+2(115+50+115)=2360mm B外外=B+2(115+50+115)=1490mm H外外=H

15、+f+(115+80+115)+674+50+182 炉炉 顶顶 厚厚 4 块粘土砖高块粘土砖高 炉炉 底保温层厚底保温层厚 =640+116+310+268+50+182 =1566 mm 式中：式中：f 拱顶高度，此炉子采用拱顶高度，此炉子采用 600标准拱顶，取拱弧半径标准拱顶，取拱弧半径 R=B，则，则f可由可由f=R(1-co300)求得。求得。第21页/共68页第二十二页，共68页。炉墙面积包括炉墙面积包括(boku)侧墙及前后墙，为简化计算将炉门包括侧墙及前后墙，为简化计算将炉门包括(boku)在前墙内。在前墙内。F墙内墙内=2LH十十2BH=2H(L十十B)=20.640(1.

16、741+0.869)=3.341m2 F墙外墙外=2H外外(L外外+B外外)=21.566 (2.360+1.490)=12.058m21.炉顶平均炉顶平均(pngjn)面积面积2.2炉墙平均炉墙平均(pngjn)面积面积第22页/共68页第二十三页，共68页。五、计算炉子功率五、计算炉子功率 1 1根据经验根据经验(jngyn)(jngyn)公式法计算炉子功率公式法计算炉子功率 由式由式(514)(514)第23页/共68页第二十四页，共68页。2023/2/725式中：空炉升温时间(h)；F炉膛内壁面积(m2)t炉温()；C系数，热损失大的炉子，C3035；热损失小的炉子，C2025，单位

17、为(kwh0.5)(m1.81.55)。这种方法适用于周期作业封闭式电阻炉，使用时需注意使用条件并参考有关(yugun)文献。第24页/共68页第二十五页，共68页。取式中系数取式中系数C=30(kWh0.5)/(m1.8 C1.55)，空炉升温时间，空炉升温时间(shjin)假定为假定为升升=4h，炉温，炉温t=950，炉膛内壁面积，炉膛内壁面积F壁壁 由经验公式由经验公式(gngsh)法计算得法计算得P安安75(kW)第25页/共68页第二十六页，共68页。(1)加热工件加热工件(gngjin)所需的热量所需的热量Q件件 由附表由附表6得，工件得，工件(gngjin)在在950及及20时比

18、热容分别为时比热容分别为 C件件2=0.63kJ/(kg)，C件件1=0.486kJ/(kg)，根据式根据式(51)Q件件=P(C件件2 t1C件件1to)=160 (0.63950-0.486 20)=95117kJ/h （p每小时装炉量）每小时装炉量）(2)通过炉衬的散热损失Q散 由于炉子侧壁和前后墙炉衬结构相似，故作统一数据处理，为简化计算(j sun)，将炉门包括在前墙内。2根据热平衡计算炉子根据热平衡计算炉子(l zi)功率功率第26页/共68页第二十七页，共68页。根据式根据式(115）对于炉墙散热，如图对于炉墙散热，如图 516所示，首先假定界面上的温度及炉壳温度，所示，首先假定

19、界面上的温度及炉壳温度，t2 墙墙=7800，t3 墙墙=485，t t4 墙墙=60则则第27页/共68页第二十八页，共68页。耐火层S1的平均温度 ts1均=（950+780）/2=865，硅酸铝纤维层S2的平均温度 ts2均=（780+485）/2=632.5,硅藻土砖层S3的平均温度 ts3均=（485+60）/2=272.5，S1、S3层炉衬的热导率由附表3得 1=0.29+0.256 10-3 ts1均 =0.29+0.256 10-3 865=0.511W/(m)3=0.131+0.23 10-3 ts3均 =0.131+0.23 10-3 272.5=0.194W/(m)。普通

20、(ptng)硅酸铝纤维的热导率由附表4查得，在与给定温度相差较小范围内近似认为其热导率与温度成线性关系，由tS2均=632.5，得 2=0.129W/(m)第28页/共68页第二十九页，共68页。当炉壳温度为当炉壳温度为60，室温为，室温为20时，由附表时，由附表2经近似计算得经近似计算得=12.17W/(m2)（综合（综合(zngh)传热系数）传热系数）求热流求热流第29页/共68页第三十页，共68页。验算验算(yn sun)(yn sun)交界面上的温度交界面上的温度t2t2墙、墙、t3t3墙墙第30页/共68页第三十一页，共68页。满足一般热处理电阻炉表面温升满足一般热处理电阻炉表面温升

21、50的要求的要求(yoqi)。室温。室温20 验算验算(yn sun)(yn sun)炉壳温炉壳温度度t4t4墙墙计算计算(j sun)炉墙散热损失炉墙散热损失 Q墙散墙散=q墙墙F墙均墙均=730.4 6.25=4562.5W同理可以求得同理可以求得 t2顶顶=844.39；t3顶顶=562.6；t4顶顶=53；q 顶顶=485.4 W/m2第31页/共68页第三十二页，共68页。t2底底=782.2，t3底底568.54，t4底底=53.7，q底底=572.2 W/m2 炉顶通过炉顶通过(tnggu)炉衬散热炉衬散热 Q顶散顶散=q顶顶F顶均顶均=485.42.29=1111.6 W 炉底

22、通过炉底通过(tnggu)护衬散热护衬散热 Q底散底散=q底底.F底均底均=572.2 2.23=1276 W整个炉体散热损失整个炉体散热损失(snsh)Q散散=Q墙散墙散+Q顶散十顶散十Q底散底散 =4562.5+1111.6+1276 =6950.1w （因为（因为1W=3.6kJ/h）所以所以 Q散散 =3.6 6950.1=25020.4kJ/h第32页/共68页第三十三页，共68页。=0.1炉门开启率炉门开启率 t=(3)(3)开启炉门的辐射热损失开启炉门的辐射热损失(snsh)(snsh)设装出料所需时间为每小时设装出料所需时间为每小时6 6分钟，根据式分钟，根据式(56)(56)

23、式中：式中：C黑体辐射系数；黑体辐射系数；F炉门开启炉门开启(kiq)面积或缝隙面积面积或缝隙面积（m）；）；3.6系数；系数；炉口遮蔽系数；炉口遮蔽系数；t炉门开启炉门开启(kiq)率率(即平均即平均1小时内开启小时内开启(kiq)的时间的时间)，对常，对常开炉门或炉壁缝隙而言开炉门或炉壁缝隙而言t=1。因为因为Tg=950+273=1223K，T=20+273=293K，由于正常工作时，炉门开启高度为炉膛高度的一半，故由于正常工作时，炉门开启高度为炉膛高度的一半，故 炉门开启面积炉门开启面积 F=B =0.869=0.278m2第33页/共68页第三十四页，共68页。由于由于(yuy)炉门

24、开启后，辐射口为矩形，且炉门开启后，辐射口为矩形，且H/2与与B之比为之比为 0.32/0.869=0.37，（可看出此为一拉，（可看出此为一拉长的矩形），炉门开启高度与炉墙厚度之比为长的矩形），炉门开启高度与炉墙厚度之比为H/S=0.32/0.28=1.14，由图，由图114第第1条线查得条线查得=0.7，故，故 0.28=(0.113+0.002)+(0.113+0.002)+0.05 (m)第34页/共68页第三十五页，共68页。(4)(4)开启炉门溢气热损失开启炉门溢气热损失 溢气热损失由式溢气热损失由式(57 Q吸吸)得得 Q溢溢=qVC(ttg t)t其中，其中，qV由式（由式（5

25、8 qva=1997BH ）得）得 第35页/共68页第三十六页，共68页。(5)(5)其它其它其它其它(qt)(qt)热损失热损失热损失热损失 其它其它其它其它(qt)(qt)热损失约为上述热损失之和的热损失约为上述热损失之和的热损失约为上述热损失之和的热损失约为上述热损失之和的10%20%10%20%，故，故，故，故 QQ它它它它=0.13(Q=0.13(Q件件件件+Q+Q散散散散+Q+Q辐辐辐辐+Q+Q溢溢溢溢)=0.13 (95117+25020.4+8877.75+33713)=0.13 (95117+25020.4+8877.75+33713)=23346.1 kJ/h =2334

26、6.1 kJ/h第36页/共68页第三十七页，共68页。(6)(6)(6)(6)热量热量热量热量(rling)(rling)(rling)(rling)总支出总支出总支出总支出其中其中其中其中Q Q Q Q辅辅辅辅=0=0=0=0，Q Q Q Q控控控控=0=0=0=0，由式，由式，由式，由式(5l0)(5l0)(5l0)(5l0)得得得得 Q Q Q Q总总总总=Q=Q=Q=Q件件件件+Q+Q+Q+Q辅辅辅辅+Q+Q+Q+Q控控控控+Q+Q+Q+Q散散散散+Q+Q+Q+Q辐辐辐辐+Q+Q+Q+Q溢溢溢溢+Q+Q+Q+Q它它它它 =95117+25020.4+8877.75+33713+233

27、46.1 =95117+25020.4+8877.75+33713+23346.1 =95117+25020.4+8877.75+33713+23346.1 =95117+25020.4+8877.75+33713+23346.1 =202931.2 kJ/h =202931.2 kJ/h =202931.2 kJ/h =202931.2 kJ/h其中其中K为功率储备系数，本炉设计中为功率储备系数，本炉设计中 K取取1.4，则，则 P安安=78.9 Kw与标准炉子相比较与标准炉子相比较(bjio)，取炉子功率为，取炉子功率为75kW。(7)(7)(7)(7)炉子安装炉子安装炉子安装炉子安装(n

28、zhung)(nzhung)(nzhung)(nzhung)功率功率功率功率 第37页/共68页第三十八页，共68页。1 1正常工作正常工作(gngzu)(gngzu)时的效时的效率率 由式由式(512)(512)2.2.在保温在保温(bown)(bown)阶段，关闭炉门时的阶段，关闭炉门时的效率效率 六、炉子六、炉子六、炉子六、炉子(l zi)(l zi)热效率计算热效率计算热效率计算热效率计算第38页/共68页第三十九页，共68页。七七七七、炉炉炉炉子子子子空空空空载载载载功功功功率率率率(gngl)(gngl)计算计算计算计算八八八八、空空空空 炉炉炉炉 升升升升 温温温温 时时时时 间

29、间间间(shjin)(shjin)计算计算计算计算 由于所设计炉子的耐火层结构相似，而保温层蓄热较少，为简化由于所设计炉子的耐火层结构相似，而保温层蓄热较少，为简化(jinhu)计算，将炉子侧墙、前后墙及炉顶按相同数据计算，炉底由于砌砖方法不同，进行单独计算，因升温时炉底板也随炉升温，也要计算在内。计算，将炉子侧墙、前后墙及炉顶按相同数据计算，炉底由于砌砖方法不同，进行单独计算，因升温时炉底板也随炉升温，也要计算在内。第39页/共68页第四十页，共68页。1.炉墙及炉顶蓄热炉墙及炉顶蓄热 0.97(1.741+0.276)0.115=0.225m32(0.869+0.1152)(160.067

30、+0.135)=0.305m3 21.741(120.067+0.135)0.115=0.376m3拱角砖的厚度拱角砖的厚度第40页/共68页第四十一页，共68页。2.31.430.115=0.378 m321.43(160.067+0.135)0.115=0.397 m32(120.067+0.135)(1.741+0.115)0.115=0.401 m31.071(1.741+0.276)0.08=0.13 m3 2(0.87+0.1152)(160.067+0.135)0.05=0.133 m32(1.741+0.115)(120.067+0.135)0.05=0.174 m3第41页/

31、共68页第四十二页，共68页。由式（由式（59）得：得：蓄蓄=V11(C1t1-C1t0)+V22（C2t2-C2t0）（）（kJ）（59）第42页/共68页第四十三页，共68页。第43页/共68页第四十四页，共68页。第44页/共68页第四十五页，共68页。1.炉底蓄热计算炉底蓄热计算(j sun)第45页/共68页第四十六页，共68页。查附表3得第46页/共68页第四十七页，共68页。3 3炉底板蓄热炉底板蓄热 根据附表根据附表6 6查得查得950950和和2020时高合金钢的比热容分别为时高合金钢的比热容分别为C C板板2=0.670kJ/(kg)2=0.670kJ/(kg)和和C C板

32、板1=0.473kJ/(kg)1=0.473kJ/(kg)。经计算炉底板重量。经计算炉底板重量(zhngling)G=242kg(zhngling)G=242kg，所以有，所以有Q蓄板蓄板=G(C板板2t1-C板板1t0)=242（636.5-9.46）=151743.6kJ第47页/共68页第四十八页，共68页。对于一般周期作业炉，其空炉升温时间在3-8小时内均可，故本炉子设计(shj)符合要求。因计算蓄热时是按稳定态计算的，误差大，时间偏长，实际空炉升温时间应在4小时以内。由式由式(513)得空得空(d kng)炉升温时间炉升温时间Q蓄蓄=Q蓄蓄1+Q蓄底蓄底+Q蓄板蓄板 =1032238

33、+389880+15174.36=1573861.6kJ第48页/共68页第四十九页，共68页。75kW功率均匀分布在炉膛两侧及炉底，组成功率均匀分布在炉膛两侧及炉底，组成 Y、或或YY,、接线。供电接线。供电(n din)电压为车间动力电网电压为车间动力电网 380 V。核算炉膛布置电热元件内壁表面负荷，对于周期式作业炉，内壁表面负荷应在核算炉膛布置电热元件内壁表面负荷，对于周期式作业炉，内壁表面负荷应在1535kw/m2之间，常用为之间，常用为20 25kw/m2之间。之间。表面负荷在表面负荷在20 25kW/m2常用常用(chn yn)的范围之内，故符合设计要求。的范围之内，故符合设计要

34、求。九九九九、功功功功率率率率(gngl)(gngl)的的的的分分分分配配配配与接线与接线与接线与接线第49页/共68页第五十页，共68页。1图表法图表法 由附表由附表15查得查得0Cr25A15 电热元件电热元件(yunjin)75kW 箱式炉箱式炉YY接线，直径接线，直径d=5mm时，其表面负荷为时，其表面负荷为1.58W/cm2。每组元件。每组元件(yunjin)长度长度L组组=50.5m，总长度，总长度L总总=303.0m,元件元件(yunjin)总重量总重量G总总=42.3kg,2、理论计算法 (1)求950时电热元件的电阻率t 当炉温(l wn)为950时，电热元件温度取1100，

35、由附表12查得0Cr25A15在20时电阻率20=1.40mm2/m，由最高使用由最高使用(shyng)温度温度950，选用线状，选用线状0Cr25Al5 合金作电热元件，接线方式采用合金作电热元件，接线方式采用YY。十、电热元件材料选择及计算十、电热元件材料选择及计算十、电热元件材料选择及计算十、电热元件材料选择及计算第50页/共68页第五十一页，共68页。2023/2/752第51页/共68页第五十二页，共68页。2023/2/753第52页/共68页第五十三页，共68页。(4)(4)每组电热元件端电压每组电热元件端电压 由于由于(yuy)(yuy)采用采用YYYY接法，车间动力电网端电压

36、为接法，车间动力电网端电压为380V380V，故每组电热元件端电压即为每相电压，故每组电热元件端电压即为每相电压(3)(3)(3)(3)每组电热元件功率每组电热元件功率每组电热元件功率每组电热元件功率 由于采用由于采用由于采用由于采用YYYYYYYY接法，即三相接法，即三相接法，即三相接法，即三相(sn xin)(sn xin)(sn xin)(sn xin)双星形接法，每组元件功率双星形接法，每组元件功率双星形接法，每组元件功率双星形接法，每组元件功率 (2)确定电热元件表面功率确定电热元件表面功率 由图由图53，根据，根据(gnj)本炉子电热元件工作条件取本炉子电热元件工作条件取 W允允

37、=1.6W/Cm电阻温度系数电阻温度系数=410-5-1，则，则1100下的电热元件电阻率为下的电热元件电阻率为t=20(1+t)=1.4010-51100)=1.46mm2/m第53页/共68页第五十四页，共68页。(5)(5)电热元件直径电热元件直径 线状电热元件直径由式线状电热元件直径由式(524)得得取取d=5mm(6)(6)每组电热元件长度和重量每组电热元件长度和重量 每组电热元件长度由式每组电热元件长度由式(525)得得每组电热元件重量由式每组电热元件重量由式(526)得得第54页/共68页第五十五页，共68页。（7)7)7)7)电热电热电热电热(dinr)(dinr)(dinr)

38、(dinr)元件的总长度和总重量元件的总长度和总重量元件的总长度和总重量元件的总长度和总重量 电热电热电热电热(dinr)(dinr)(dinr)(dinr)元件总长度由式元件总长度由式元件总长度由式元件总长度由式(527)(527)(527)(527)得得得得 L L L L总总总总=6L=6L=6L=6L组组组组=652.07=312.44m=652.07=312.44m=652.07=312.44m=652.07=312.44m 电热电热电热电热(dinr)(dinr)(dinr)(dinr)元件总重量由式元件总重量由式元件总重量由式元件总重量由式(528)(528)(528)(528)

39、得得得得 G G G G总总总总=6 G=6 G=6 G=6 G组组组组=67.26 =43.56kg=67.26 =43.56kg=67.26 =43.56kg=67.26 =43.56kg 式中，式中，M由附表由附表12查得查得M=7.1g/cm2 所以得所以得w实W允，结果满足设计要求。(8)(8)(8)(8)校核电热元件表面负荷校核电热元件表面负荷校核电热元件表面负荷校核电热元件表面负荷 所需电热(dinr)元件总长度和总重量为 L总=nL （m）（5-27）G总=nG （kg）（5-28）第55页/共68页第五十六页，共68页。2023/2/757第56页/共68页第五十七页，共68

40、页。2023/2/758常用(chn yn)元件的表面允许负荷第57页/共68页第五十八页，共68页。(9)(9)(9)(9)电热元件在炉膛内的布置电热元件在炉膛内的布置电热元件在炉膛内的布置电热元件在炉膛内的布置 将将6组电热元件每组分为组电热元件每组分为4折，布置在两侧炉墙及炉折，布置在两侧炉墙及炉底上，则有底上，则有 布置电热元件的炉壁长度布置电热元件的炉壁长度 LL=L50=1741-50=1691 mm 丝状电热元件绕成螺旋状，当元件温度高于丝状电热元件绕成螺旋状，当元件温度高于 1000，由表，由表55可知，螺旋节径可知，螺旋节径 D=(46)d，取取D=6d=65=30mm 螺旋

41、体圈数螺旋体圈数N和螺距和螺距h分别为分别为第58页/共68页第五十九页，共68页。h=L/N=1691/138=12.3mm h/d=12.3/5=2.46按规定，h/d在24范围内满足设计要求。根据计算，选用YY方式接线，采用d=5mm所用电热元件重量最小，成本最低。电热元件节距h在安装时适当调整，炉口部分增大功率。电热元件引出(yn ch)棒材料选用1Cr18Ni9Ti,=12mm,L=500mm。十一、炉子构架、炉门启闭机构和仪表图。十二、炉子总图，主要零部件图及外部接线图，砌体图第59页/共68页第六十页，共68页。重量：出厂日期：重量：出厂日期：十四、编制使用说明书十四、编制使用说

42、明书(略略)思考题：思考题：为减少为减少(jinsho)周期作业箱式电阻炉的蓄热损失，周期作业箱式电阻炉的蓄热损失，在设计和使用上需注意哪些问题在设计和使用上需注意哪些问题?十三、炉子技术指标十三、炉子技术指标十三、炉子技术指标十三、炉子技术指标(标牌标牌标牌标牌)额定功率：额定功率：额定功率：额定功率：75kW 75kW 75kW 75kW 额定电压额定电压额定电压额定电压(diny)(diny)(diny)(diny)：380V380V380V380V最高使用温度：最高使用温度：最高使用温度：最高使用温度：950 950 950 950 生产率：生产率：生产率：生产率：160kg/h160

43、kg/h160kg/h160kg/h相数：相数：相数：相数：3 3 3 3 接线方法：接线方法：接线方法：接线方法：YYYYYYYY工作室有效尺寸：工作室有效尺寸：工作室有效尺寸：工作室有效尺寸：1500 700 5001500 700 5001500 700 5001500 700 500外形尺寸：外形尺寸：外形尺寸：外形尺寸：L=2300mmL=2300mmL=2300mmL=2300mm，B=1430mmB=1430mmB=1430mmB=1430mm，H=1566mmH=1566mmH=1566mmH=1566mm结束结束(jish)第60页/共68页第六十一页，共68页。为：为：L效效=1500mm；B效效=700 mm；H效效=500mm返回(fnhu)第61页/共68页第六十二页，共68页。第62页/共68页第六十三页，共68页。第63页/共68页第六十四页，共68页。第64页/共68页第六十五页，共68页。第65页/共68页第六十六页，共68页。第66页/共68页第六十七页，共68页。第67页/共68页第六十八页，共68页。