無錫職業技術學院課程設計說明書
課題名稱：「材料成型工裝設計」課程設計
姓名: 陽純曜
班級：材料11131
學號：1040113135
學院/系：機械學院
指導教師： 徐年寶
2023年月日
無錫職業技術學院課程設計說明書
設計任務書
姓名班級
課程設計題目：設計一箱式電阻爐
基本技術條件：
學生應完成下列工作：
一﹑設計說明書乙份(包括論述和計算)
1﹑說明目錄
2﹑按技術條件要求確定爐型，爐膛及外形的主要尺寸；
3﹑爐襯材料與爐襯尺寸的確定；
4﹑通過熱平衡計算，確定爐子功率及接線方法；
5﹑電熱元件的選擇，並且計算電熱元件的基本尺寸和安裝尺寸；
6﹑確定爐體金屬構架及爐門啟動裝置；
7﹑爐子主要資料及主要指標計算並列表；
8﹑對所有爐子評價及必要的說明。
二 ﹑ 圖紙部分
1﹑繪製爐子斷面總圖一張（2—3個檢視）（a1圖紙）
2013-11-11
無錫職業技術學院課程設計說明書
目錄一﹑爐型的選擇
二﹑確定爐體結構和尺寸
三﹑砌體平均表面積計算
四﹑計算爐子功率
五﹑計算爐子的熱效率
六﹑計算的爐子空載功率
七﹑計算空爐公升溫的時間
八﹑功率分配與接線
九、電熱元件材料選擇與計算
十﹑爐子的技術指標
參考文獻
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無錫職業技術學院課程設計說明書
一、爐型的選擇
根據工件是合金鋼的特點與設計任務的要求及生產率90(kg/h)產量，以及電爐的最高工作溫度為700℃大小。應該選擇合適的爐型。由於小批量生產，工藝穩定的要求應該選用裝置中溫箱式熱處理電阻爐，不通保護氣氛。
二、確定爐體結構和尺寸
1．爐底面積的確定
確定爐底面積之前，計算爐底面積時合理最科學的方法，就是採用爐底強度指標法計算爐子的爐底面積。
已知生產率為p=90kg/h，按表5—1選擇箱式爐用於回火時的單位面積生產率p0為100kg/(m2·h)，故可求得爐底有效面積:
f=p/p0=90/100=0.9m2
由於有效面積與爐底總面積存在關係式f/f1=0.75～0.85，取係數上限0.85，得到爐底實際面積:
f=f/0.85= 0.9/0.85=1.125m2
2．確定爐底的長度和寬度
對於熱處理箱式電阻爐，設計時考慮裝出料的方便，根據長度與寬度之比，取l/b=2:1，因此，可求得爐底寬度：
l==1.315m
b=l/2=1.315/2=0.6575m
為方便砌磚所以求得l理=1315mm
b理=657.5mm
3．確定爐膛的高度
根據統計的資料，爐膛高度（h）對爐底寬度（b）之比h／b通常在0.52～0.9之間，大多數在0.
8左右，根據爐子工作條件，取h／b=0.7左右，選定爐膛高度h=493mm。h理=0.
7×0.6575=0.493mm
因此，確定爐膛尺寸如下：
長 ： l=(230+2)×9+(230/2+2)=1854mm
寬 ： b=(120+2)×5+(50+2)×4+(113+2)×2=1044mm
高 ： h=(65+2)×10+37=1027mm
為了防止工件與爐內壁或電熱元件擱磚相碰撞，應使工件與爐膛內壁之間有一定的空間，在一般情況下，要保證爐料上部有200～300mm的空間餘量，有利於輻射與對流傳熱，由此確定工作室有效尺寸為：
l效=2000mm
b效=250mm
h效=260mm
4．確定爐襯的材料及厚度
由於側牆、前牆及後牆以及爐頂的工作條件相似，採用相同爐襯結構，即兩層：113mmqn—1.0輕質粘土磚和180mmb級矽藻土磚。
爐底：採用耐火層314mm，材料為113mmqn—1.0輕質粘土磚,絕熱層矽藻土磚和蛭石粉厚180mm。
爐門：用65mmqn—1.0輕質粘土磚+65mma級矽藻土磚。
爐底板：材料選用cr-mn-ni耐熱鋼，根據爐底實際尺寸給出，分三塊或四塊，厚20mm。
爐底：隔磚採用重質粘土磚。
三、砌體平均表面積計算
l外=l+2×(113+180)=2791mm
b外=b+2×(113+180)=1634mm
h外=h+f+(115+180)+（65+2）×3+180=1523mm
式中：f—拱頂高度，此爐子採用60°標準拱頂，取拱弧半徑尺r=b，則f可由f=r(1-cos30°)=140mm求得。
1.爐頂平均面積
f頂內=（2πr/6）×l=2.42m2
f頂外=b外×l 外=4.56m2
f頂均= =3.320m2
2.爐牆平均面積
爐牆面積包括側牆及前後牆，為簡化計算將爐門包括在前牆內。
f牆內=2lh+2bh=5.109m2
f牆外=2h外（l外+b外）=13.479m2
f牆均= =8.298m2
3.爐底平均面積
f底內=b×l=2.311m2
f底外=b外×l外=4.560m2
f底均= =3.246m2
四、計算爐子功率
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