化學與材料工程學院材料熱處理課程設計說明書學生姓名： 專 業： 金屬材料工程 學 號： 班 級： 材料金屬 指導老師： 劉 目錄一、設計任務書.3二、工藝設計.31.型的選擇.32.爐膛尺寸的確定.33.爐子砌磚設計.44.中溫箱式電阻爐功率的計算.45.電熱元件.56.電熱元件的設計計算.5三、工藝流程圖和設備裝置圖.7四、進度安排.9五、總結與體會.9一、設計任務書為某廠設計一臺熱處理電阻爐，其技術條件如下：1) 用途:中碳鋼、低合金鋼毛坯或零件的淬火、正火及退火處理，處理對象為中小型零件，無定型產品，處理批量為多種，小批量。2) 生產率：160 kg/h3) 工作溫度：最高使用溫度9504) 生產特點：周期式成批裝料，長時間連續生產。二、工藝設計1.爐型的選擇根據設計的具體要求和生產特點，進行綜合技術經濟分析。決定選用箱式電阻爐，不通保護氣體，爐子最高溫度為950。屬中溫箱式電阻爐。2.爐膛尺寸的確定（1）查表，箱式電阻爐單位爐底面積生產率P0 ,取P0=100kg/(m2h)（2）爐底面積采用加熱能力指標法計算，F效= PP0 = 125100 =1.25 m2爐底有效面積爐底總面積 = F有效F總 = 0.75 - 0.85，取上限，0.85，爐底總面積： 1.25F總 = 0.85 F總 = 1.5625 m2爐底板寬度 B =12F總 =12*1.5625 =0.88 m爐底板長度 L =2F總 =2*1.5625 =1.77 m（3）.爐膛高度的確定爐膛高度H與寬度B之比 HB =0.52 0.9，取0.7高度H = 0.628 m（4）.爐膛有效尺寸（可裝工件）L效 B效H效=1.77m 0.88m 0.628m（5）.爐膛尺寸 寬 B =B效 +2（0.1-0.15）取0.1 B=0.88+20.1=1.08 m長 L =L效 + 2（0.1-0.2）取0.1 L=1.77+20.1=1.97 m高 H=0.679+0.37=0.64m3.爐子砌磚設計耐火層選用體積密度為0.6g/cm3的輕質耐火粘土磚，保溫層為硅藻土骨架填充蛭石粉。爐側墻、前后墻、爐頂的耐火層厚為113m,保溫層為232mm，石棉厚度為0.5mm,爐頂選用60標準拱頂，爐底耐火層厚132mm，保溫層硅藻土磚和蛭石粉厚180mm,爐頂拱腳磚選用重質耐火粘土磚，電熱元件擱磚選用重質高鋁磚。4、中溫箱式電阻爐功率的計算（1）加熱工件所需要的熱量Q件=g件（C2t2- C1t1）周加 =120(0.678950-0.49420) 21 =152213 KJ/h（2）Q輔=0（3）Q件=0（4）通過爐襯的各項散熱損失：Q散=t1-t0s11Fm1+s22Fm2+1F33.6= 600-301200.165*135986.6+2000.131*135986.6+144.68*2109300 = 34389KJ/h（5）通過開啟爐門的輻射熱損失：Q輻=5.675(T1100)4-(T2100)4 3.6Ft5.675(1233100)4-(293100)4 3.60.950.20.650.05=2907 KJ/h(6)通過開啟爐門的溢氣熱損失：Q溢=2200BHHc(t2+t12) t=22000.9(950+202)0.05=6346 KJ/h(7)其他熱損失：Q它=（0.5-1.0）Q散=0.834389=27511 KJ/h（8）爐子每小時總熱量支出：Q總 = Q件 + Q輔 +Q控+ Q散+ Q輻+ Q溢+ Q它=152213+0+0+34389+2907+6346+27511=223366 KJ/h（9）P總=Q總3600 =2233663600 =62KW (10)P設=KP總=1.362=80.6 KW取P設=80 KW(11)電阻爐的熱效率：= Q件Q總 100% = 152213223366 100% =68.15%（12）空爐升溫時間（升）的校核升 = Q蓄3600P設 =80 = 4.6h 符合要求5.電熱元件：0Cr25Al5鐵鉻鋁電熱鋁合金絲材6.電熱元件的設計計算：（1）電阻爐的供電電壓和接線供電電壓為三相380V，單星形連接P=P設3n =803 =26 kW U=3803 =220V (2)電阻絲直徑d、長度l和重量計算d=34.33P2tU2W允 =34.33262*1.462202*1.6 =8.01mm 取d=8mmt =0 (1+t) =1.4(1+410-51050)=1.46 mm2/mW允 = 1.6 W/cm2l = U2ftP 10-3 =2202*3.14*821.46*26*1000*4 =64 ml總 = nl=643=192 mM =3.14d24 l10-3 = 3.14*824 64 7.1=22.829 kgM總 = 22.8293 =68.487 kg(3)電熱元件的繞制和布置電熱元件繞制成螺旋狀，布置安裝在爐膛兩側墻和爐膛兩側墻和爐底上，每邊為8排串接成一相。每排電熱元件的展開長度l1 =648 =8每排電熱原件的擱磚長度L1 =1770-50=1720mm電熱元件螺旋直徑D=6d=68=48 mm每排電熱元件螺旋圈數n=l1D = 8*1033.14*48 =53圈電熱元件螺旋節距h=L 1n = 172053 = 32mm按h =(2-4)d校驗hhd = 328 =4電熱元件螺旋節距h在安裝時適當調整，爐口部門減少節距，增大功率。電熱元件引出棒材料選用1Cr18Ni9Ti， =12mm ,L=500mm三、工藝流程圖和設備裝置圖四、進度安排12.7-12.8下載相關資料，圖書館借閱相關熱處理爐書籍12.9-12.11 確定所設計的熱處理爐中溫箱式電阻爐，針對性查閱資料12.14-12.16電阻爐的設計，各項參數的設計12.16-12.18 用autocad、ug繪圖12.19 整體檢查，論文格式處理五、總結與體會課程設計是培養學生綜合運用所學知識,發現,提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環節,是對學生實際工作能力的具體訓練和考察過程。在兩個星期的熱處理爐課程設計期間，可以說得是苦多于甜，但是可以學到很多很多的的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟是第一次做的，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設計的過程中發現了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，比如說數據手冊查閱，三等等通過這次課程設計之后，一定把以前所學過的知識重新溫故。 生活就是這樣，汗水預示著結果也見證著收獲。勞動是人類生存生活永恒不變的話題。通過實習，我才真正領略到“艱苦奮斗”這一詞的真正含義，制圖也是一個團隊的任務，一起的工作可以讓我們有說有笑，相互幫助，配合默契，多少人間歡樂在這里灑下，大學里一年的相處還趕不上這一個周的實習，我感覺我和同學們之間的距離更加近了； 正所謂“三百六十行，行行出狀元”。我們同樣可以為社會作出我們應該做的一切，這有什么不好？我不斷的反問自己。無論干什么