[精选]筑炉材料设备之热处理电阻炉.pptx
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1、热处理电阻炉热处理电阻炉第第 2 章章n热处理电阻炉是热处理生产中应用最广泛热处理电阻炉是热处理生产中应用最广泛的加热设备。本章将围绕间接加热周期作的加热设备。本章将围绕间接加热周期作业电阻炉的设计,讲述热处理电阻炉设计业电阻炉的设计,讲述热处理电阻炉设计时基本内容;主要包括电阻炉的设计步骤时基本内容;主要包括电阻炉的设计步骤和方法;炉子主要组成部分的设计要点;和方法;炉子主要组成部分的设计要点;有关炉用材料的选择:以及设计计算公式有关炉用材料的选择:以及设计计算公式的应用和炉子技术经济指标等。的应用和炉子技术经济指标等。材料工程学院 金属材料系热处理电阻炉的结构热处理电阻炉的结构材料工程学院
2、 金属材料系电阻炉常用筑炉材料电阻炉常用筑炉材料筑炉材料主要包括耐火材料和保温材料。筑炉材料主要包括耐火材料和保温材料。筑炉材料主要包括耐火材料和保温材料。筑炉材料主要包括耐火材料和保温材料。耐火材料耐火材料耐火材料耐火材料:主要用作炉体内衬耐火层,直接承主要用作炉体内衬耐火层,直接承主要用作炉体内衬耐火层,直接承主要用作炉体内衬耐火层,直接承受高温作用,受高温作用,受高温作用,受高温作用,耐火度高于耐火度高于耐火度高于耐火度高于15801580 C C的材料,称为耐火材料的材料,称为耐火材料的材料,称为耐火材料的材料,称为耐火材料。保温材料保温材料保温材料保温材料:主要用作炉体外衬保温层起保
3、温作主要用作炉体外衬保温层起保温作主要用作炉体外衬保温层起保温作主要用作炉体外衬保温层起保温作用,减少炉体散热。用,减少炉体散热。用,减少炉体散热。用,减少炉体散热。筑炉材料应能经受炉内物理和化学作用并有较筑炉材料应能经受炉内物理和化学作用并有较筑炉材料应能经受炉内物理和化学作用并有较筑炉材料应能经受炉内物理和化学作用并有较好的耐高温和保温能力,有的还要求不与电热好的耐高温和保温能力,有的还要求不与电热好的耐高温和保温能力,有的还要求不与电热好的耐高温和保温能力,有的还要求不与电热元件发生化学作用。这就要求筑炉材料具有相元件发生化学作用。这就要求筑炉材料具有相元件发生化学作用。这就要求筑炉材料
4、具有相元件发生化学作用。这就要求筑炉材料具有相应的耐火度和高温强度,较小的密度和热导率应的耐火度和高温强度,较小的密度和热导率应的耐火度和高温强度,较小的密度和热导率应的耐火度和高温强度,较小的密度和热导率以及较高的化学稳定性。以及较高的化学稳定性。以及较高的化学稳定性。以及较高的化学稳定性。材料工程学院 金属材料系耐火材料耐火材料热处理炉对耐火材料性能的要求热处理炉对耐火材料性能的要求 耐火度耐火度耐火度耐火度 耐火度是耐火材料抵抗高温作用耐火度是耐火材料抵抗高温作用耐火度是耐火材料抵抗高温作用耐火度是耐火材料抵抗高温作用的性能,指的是耐火材料受热后软化到的性能,指的是耐火材料受热后软化到的
5、性能,指的是耐火材料受热后软化到的性能,指的是耐火材料受热后软化到一定程度时的温度。一定程度时的温度。一定程度时的温度。一定程度时的温度。a)b)耐火度测定方法:取一定尺寸的三角形锥体,在规定的加热耐火度测定方法:取一定尺寸的三角形锥体,在规定的加热耐火度测定方法:取一定尺寸的三角形锥体,在规定的加热耐火度测定方法:取一定尺寸的三角形锥体,在规定的加热条件下进行加热,当试样顶部因受温度及本身质量影响而弯倒到条件下进行加热,当试样顶部因受温度及本身质量影响而弯倒到条件下进行加热,当试样顶部因受温度及本身质量影响而弯倒到条件下进行加热,当试样顶部因受温度及本身质量影响而弯倒到刚接触底平面时的温度作
6、为耐火度。耐火材料的耐火度,主要取刚接触底平面时的温度作为耐火度。耐火材料的耐火度,主要取刚接触底平面时的温度作为耐火度。耐火材料的耐火度,主要取刚接触底平面时的温度作为耐火度。耐火材料的耐火度,主要取决于它的化学成分和材料中易熔杂质决于它的化学成分和材料中易熔杂质决于它的化学成分和材料中易熔杂质决于它的化学成分和材料中易熔杂质(如(如(如(如FeOFeO和和和和NaNa2 2OO)的含量。)的含量。)的含量。)的含量。根据耐火度的高低,耐火材料可分为:根据耐火度的高低,耐火材料可分为:根据耐火度的高低,耐火材料可分为:根据耐火度的高低,耐火材料可分为:普通耐火材料普通耐火材料普通耐火材料普通
7、耐火材料:耐火度为:耐火度为:耐火度为:耐火度为1580177015801770 C C ,高级耐火材料高级耐火材料高级耐火材料高级耐火材料:耐火度为:耐火度为:耐火度为:耐火度为1770200017702000 C C ,特级耐火材料特级耐火材料特级耐火材料特级耐火材料:耐火度大于:耐火度大于:耐火度大于:耐火度大于20002000 C C 材料工程学院 金属材料系热处理炉对耐火材料性能的要求热处理炉对耐火材料性能的要求(2)高温结构强度高温结构强度高温结构强度高温结构强度 耐火材料的高温结构强度用荷重软化点来评定耐火材料的高温结构强度用荷重软化点来评定耐火材料的高温结构强度用荷重软化点来评
8、定耐火材料的高温结构强度用荷重软化点来评定。荷重软。荷重软。荷重软。荷重软化点是指在一定压力化点是指在一定压力化点是指在一定压力化点是指在一定压力(重质耐火材料(重质耐火材料(重质耐火材料(重质耐火材料196kPa196kPa,轻质耐火,轻质耐火,轻质耐火,轻质耐火材料为材料为材料为材料为98 kPa98 kPa)下,以一定的升温速度加热,样品开始)下,以一定的升温速度加热,样品开始)下,以一定的升温速度加热,样品开始)下,以一定的升温速度加热,样品开始变形的温度或压缩变形达变形的温度或压缩变形达变形的温度或压缩变形达变形的温度或压缩变形达4 4或或或或4040的温度。前者叫荷的温度。前者叫荷
9、的温度。前者叫荷的温度。前者叫荷重软化开始点,后者叫荷重软化重软化开始点,后者叫荷重软化重软化开始点,后者叫荷重软化重软化开始点,后者叫荷重软化4 4或或或或4040的软化点。的软化点。的软化点。的软化点。高温化学稳定性高温化学稳定性高温化学稳定性高温化学稳定性 高温化学稳定性是指耐火材料在高温下抵抗炉气、熔盐高温化学稳定性是指耐火材料在高温下抵抗炉气、熔盐高温化学稳定性是指耐火材料在高温下抵抗炉气、熔盐高温化学稳定性是指耐火材料在高温下抵抗炉气、熔盐和金属氧化物等的侵蚀作用的能力。和金属氧化物等的侵蚀作用的能力。和金属氧化物等的侵蚀作用的能力。和金属氧化物等的侵蚀作用的能力。高温化学稳定性常
10、高温化学稳定性常高温化学稳定性常高温化学稳定性常用抗渣性来评定,它取决于组成物的化学性质及其物理用抗渣性来评定,它取决于组成物的化学性质及其物理用抗渣性来评定,它取决于组成物的化学性质及其物理用抗渣性来评定,它取决于组成物的化学性质及其物理结构(如与密度有关的结合强度)。结构(如与密度有关的结合强度)。结构(如与密度有关的结合强度)。结构(如与密度有关的结合强度)。材料工程学院 金属材料系热处理炉对耐火材料性能的要求热处理炉对耐火材料性能的要求(3)热振稳定性(耐激冷急热性)热振稳定性(耐激冷急热性)热振稳定性(耐激冷急热性)热振稳定性(耐激冷急热性)热振稳定性是指耐火制品对急冷急热的温度反复
11、变化时抵抗破坏和剥落热振稳定性是指耐火制品对急冷急热的温度反复变化时抵抗破坏和剥落热振稳定性是指耐火制品对急冷急热的温度反复变化时抵抗破坏和剥落热振稳定性是指耐火制品对急冷急热的温度反复变化时抵抗破坏和剥落的能力的能力的能力的能力,取决于耐火制品的化学成分和组织结构等因素。取决于耐火制品的化学成分和组织结构等因素。取决于耐火制品的化学成分和组织结构等因素。取决于耐火制品的化学成分和组织结构等因素。重质耐火材料热振稳定性的测定方法是将试样加热至重质耐火材料热振稳定性的测定方法是将试样加热至重质耐火材料热振稳定性的测定方法是将试样加热至重质耐火材料热振稳定性的测定方法是将试样加热至850850,然
12、后在流动,然后在流动,然后在流动,然后在流动的冷水中冷却,反复进行直至破碎或剥落至质量损失达到的冷水中冷却,反复进行直至破碎或剥落至质量损失达到的冷水中冷却,反复进行直至破碎或剥落至质量损失达到的冷水中冷却,反复进行直至破碎或剥落至质量损失达到2020时为止,时为止,时为止,时为止,其所经历的加热冷却次数被作为耐火制品的热振稳定性指标。冷炉的升其所经历的加热冷却次数被作为耐火制品的热振稳定性指标。冷炉的升其所经历的加热冷却次数被作为耐火制品的热振稳定性指标。冷炉的升其所经历的加热冷却次数被作为耐火制品的热振稳定性指标。冷炉的升温,电极盐浴炉的启动都要经受温度的急变,如果耐火材料没有足够的温,电
13、极盐浴炉的启动都要经受温度的急变,如果耐火材料没有足够的温,电极盐浴炉的启动都要经受温度的急变,如果耐火材料没有足够的温,电极盐浴炉的启动都要经受温度的急变,如果耐火材料没有足够的耐激冷急热性能,就会过早地损坏。耐激冷急热性能,就会过早地损坏。耐激冷急热性能,就会过早地损坏。耐激冷急热性能,就会过早地损坏。轻质耐火制品热振稳定性的测定,是将标准砖加热至轻质耐火制品热振稳定性的测定,是将标准砖加热至轻质耐火制品热振稳定性的测定,是将标准砖加热至轻质耐火制品热振稳定性的测定,是将标准砖加热至10001000,在静止空,在静止空,在静止空,在静止空气中冷却,反复进行,直至砖体的质量损失为气中冷却,反
14、复进行,直至砖体的质量损失为气中冷却,反复进行,直至砖体的质量损失为气中冷却,反复进行,直至砖体的质量损失为2020时的加热一冷却次数时的加热一冷却次数时的加热一冷却次数时的加热一冷却次数作为热振稳定性指标。作为热振稳定性指标。作为热振稳定性指标。作为热振稳定性指标。高温体积稳定性高温体积稳定性高温体积稳定性高温体积稳定性 高温体积稳定性是指耐火制品在高温下使用时,由于相的成分发生变化、发高温体积稳定性是指耐火制品在高温下使用时,由于相的成分发生变化、发高温体积稳定性是指耐火制品在高温下使用时,由于相的成分发生变化、发高温体积稳定性是指耐火制品在高温下使用时,由于相的成分发生变化、发生再结晶或
15、进一步烧结等所产生的不可逆残余膨胀或收缩生再结晶或进一步烧结等所产生的不可逆残余膨胀或收缩生再结晶或进一步烧结等所产生的不可逆残余膨胀或收缩生再结晶或进一步烧结等所产生的不可逆残余膨胀或收缩,通常以热膨胀系通常以热膨胀系通常以热膨胀系通常以热膨胀系数和重烧线收缩率来表示。在一般情况下,要求各种耐火制品的残余胀缩不数和重烧线收缩率来表示。在一般情况下,要求各种耐火制品的残余胀缩不数和重烧线收缩率来表示。在一般情况下,要求各种耐火制品的残余胀缩不数和重烧线收缩率来表示。在一般情况下,要求各种耐火制品的残余胀缩不超过超过超过超过0.50.51.01.0。粘土砖和高铝砖的重烧线收缩率为。粘土砖和高铝砖
16、的重烧线收缩率为。粘土砖和高铝砖的重烧线收缩率为。粘土砖和高铝砖的重烧线收缩率为0.50.5(13501350),硅砖),硅砖),硅砖),硅砖的重烧线收缩率为的重烧线收缩率为的重烧线收缩率为的重烧线收缩率为-0.8-0.8。材料工程学院 金属材料系耐火材料耐火材料 粘土砖粘土砖 其成分其成分其成分其成分主要为主要为主要为主要为AlAl2 2OO3 3(48%20002000 C C)和较高的热导率,)和较高的热导率,)和较高的热导率,)和较高的热导率,常用作穿入电热元件的马弗罐、高温炉的炉底板和导轨。常用作穿入电热元件的马弗罐、高温炉的炉底板和导轨。常用作穿入电热元件的马弗罐、高温炉的炉底板和
17、导轨。常用作穿入电热元件的马弗罐、高温炉的炉底板和导轨。因其黑度较大(因其黑度较大(因其黑度较大(因其黑度较大(0.920.92);又常用作远红外加热板或用其);又常用作远红外加热板或用其);又常用作远红外加热板或用其);又常用作远红外加热板或用其粉末粉末粉末粉末配制远红外涂料。配制远红外涂料。配制远红外涂料。配制远红外涂料。耐火混凝土耐火混凝土 系由骨料(高铝砖土熟料或粘土砖细块)和胶粘剂混合系由骨料(高铝砖土熟料或粘土砖细块)和胶粘剂混合系由骨料(高铝砖土熟料或粘土砖细块)和胶粘剂混合系由骨料(高铝砖土熟料或粘土砖细块)和胶粘剂混合而成,常用来制造电极浴炉的坩埚等炉衬预制构件。而成,常用来
18、制造电极浴炉的坩埚等炉衬预制构件。而成,常用来制造电极浴炉的坩埚等炉衬预制构件。而成,常用来制造电极浴炉的坩埚等炉衬预制构件。材料工程学院 金属材料系耐火材料耐火材料耐火纤维耐火纤维耐火纤维耐火纤维 由各种耐火物质制成的一种纤维状两次材料。热处理护由各种耐火物质制成的一种纤维状两次材料。热处理护由各种耐火物质制成的一种纤维状两次材料。热处理护由各种耐火物质制成的一种纤维状两次材料。热处理护申常用的有硅酸铝质耐火纤维和碳质耐火纤维。根据其申常用的有硅酸铝质耐火纤维和碳质耐火纤维。根据其申常用的有硅酸铝质耐火纤维和碳质耐火纤维。根据其申常用的有硅酸铝质耐火纤维和碳质耐火纤维。根据其内部结构,硅酸铝
19、质耐火纤维又可分为结晶态纤维和玻内部结构,硅酸铝质耐火纤维又可分为结晶态纤维和玻内部结构,硅酸铝质耐火纤维又可分为结晶态纤维和玻内部结构,硅酸铝质耐火纤维又可分为结晶态纤维和玻璃态纤维。璃态纤维。璃态纤维。璃态纤维。硅酸铝耐火纤维具有耐热度高、密度小、热导率低、热硅酸铝耐火纤维具有耐热度高、密度小、热导率低、热硅酸铝耐火纤维具有耐热度高、密度小、热导率低、热硅酸铝耐火纤维具有耐热度高、密度小、热导率低、热容量小、化学稳定性和抗热震性好等优点容量小、化学稳定性和抗热震性好等优点容量小、化学稳定性和抗热震性好等优点容量小、化学稳定性和抗热震性好等优点 玻璃态纤维经长期高温使用后会重新结晶,降低使用
20、温玻璃态纤维经长期高温使用后会重新结晶,降低使用温玻璃态纤维经长期高温使用后会重新结晶,降低使用温玻璃态纤维经长期高温使用后会重新结晶,降低使用温度,承受负荷的能力很小,抗高速炉气冲刷的性能差;度,承受负荷的能力很小,抗高速炉气冲刷的性能差;度,承受负荷的能力很小,抗高速炉气冲刷的性能差;度,承受负荷的能力很小,抗高速炉气冲刷的性能差;作炉衬时电热元件固定较困难,在含氢气氛中会因氢充作炉衬时电热元件固定较困难,在含氢气氛中会因氢充作炉衬时电热元件固定较困难,在含氢气氛中会因氢充作炉衬时电热元件固定较困难,在含氢气氛中会因氢充满纤维的间隙而增大热导率。满纤维的间隙而增大热导率。满纤维的间隙而增大
21、热导率。满纤维的间隙而增大热导率。材料工程学院 金属材料系耐火材料耐火材料不定型耐火材料不定型耐火材料 不定型耐火材料的特点是可随意制成各种形状的预制块,也可在加不定型耐火材料的特点是可随意制成各种形状的预制块,也可在加不定型耐火材料的特点是可随意制成各种形状的预制块,也可在加不定型耐火材料的特点是可随意制成各种形状的预制块,也可在加热炉上整体浇捣,从而加强炉体的整体性,便于改进炉型结构。热炉上整体浇捣,从而加强炉体的整体性,便于改进炉型结构。热炉上整体浇捣,从而加强炉体的整体性,便于改进炉型结构。热炉上整体浇捣,从而加强炉体的整体性,便于改进炉型结构。不定型耐火材料有耐火混凝土(浇注料)、可
22、塑料、喷涂料、捣打不定型耐火材料有耐火混凝土(浇注料)、可塑料、喷涂料、捣打不定型耐火材料有耐火混凝土(浇注料)、可塑料、喷涂料、捣打不定型耐火材料有耐火混凝土(浇注料)、可塑料、喷涂料、捣打料、涂抹料、投射料等。耐火混凝土可用于制造盐浴炉的盐槽与坩料、涂抹料、投射料等。耐火混凝土可用于制造盐浴炉的盐槽与坩料、涂抹料、投射料等。耐火混凝土可用于制造盐浴炉的盐槽与坩料、涂抹料、投射料等。耐火混凝土可用于制造盐浴炉的盐槽与坩埚,制造炉顶与炉衬的预制件。埚,制造炉顶与炉衬的预制件。埚,制造炉顶与炉衬的预制件。埚,制造炉顶与炉衬的预制件。耐火混凝土的组成耐火混凝土的组成耐火混凝土的组成耐火混凝土的组成
23、 骨料骨料骨料骨料 是主要的耐火基体,应具有高的耐火度,不应与胶结料生成是主要的耐火基体,应具有高的耐火度,不应与胶结料生成是主要的耐火基体,应具有高的耐火度,不应与胶结料生成是主要的耐火基体,应具有高的耐火度,不应与胶结料生成较多的低熔物。较多的低熔物。较多的低熔物。较多的低熔物。胶结料(结合剂)。起胶结硬化作用,使制品有一定的强度胶结料(结合剂)。起胶结硬化作用,使制品有一定的强度胶结料(结合剂)。起胶结硬化作用,使制品有一定的强度胶结料(结合剂)。起胶结硬化作用,使制品有一定的强度 常用常用常用常用的胶结料有矾土水泥、硅酸盐水泥、水玻璃、磷酸等。的胶结料有矾土水泥、硅酸盐水泥、水玻璃、磷
24、酸等。的胶结料有矾土水泥、硅酸盐水泥、水玻璃、磷酸等。的胶结料有矾土水泥、硅酸盐水泥、水玻璃、磷酸等。掺合料掺合料掺合料掺合料 与骨料的材料相同,只是颗粒度较小。掺合剂可使制品的与骨料的材料相同,只是颗粒度较小。掺合剂可使制品的与骨料的材料相同,只是颗粒度较小。掺合剂可使制品的与骨料的材料相同,只是颗粒度较小。掺合剂可使制品的气孔率降低,密度增加,耐压强度提高,抗渣性提高,但使收缩增气孔率降低,密度增加,耐压强度提高,抗渣性提高,但使收缩增气孔率降低,密度增加,耐压强度提高,抗渣性提高,但使收缩增气孔率降低,密度增加,耐压强度提高,抗渣性提高,但使收缩增加,耐急冷急热性降低。加,耐急冷急热性降
25、低。加,耐急冷急热性降低。加,耐急冷急热性降低。材料工程学院 金属材料系保温材料保温材料 习惯上把常温下热导率小于习惯上把常温下热导率小于习惯上把常温下热导率小于习惯上把常温下热导率小于0.23W/(m0.23W/(m C)C)的材料称为保温材料的材料称为保温材料的材料称为保温材料的材料称为保温材料。常用的保温材料有如下几种:常用的保温材料有如下几种:常用的保温材料有如下几种:常用的保温材料有如下几种:硅藻土及其制品硅藻土及其制品硅藻土及其制品硅藻土及其制品 硅硅硅硅藻藻藻藻土土土土是是是是由由由由微微微微海海海海藻藻藻藻类类类类的的的的介介介介壳壳壳壳构构构构成成成成的的的的沉沉沉沉积积积积
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