【正文】 爐膛高度與寬度之比多數(shù)在 。 5－ 1 爐型的選擇和爐膛尺寸的確定 ? ?? ?L L + ( 0 .2 0 .3 ) mB B + ( 0 .2 0 .3 ) m??效效 原則：工件與電熱元件或工件與爐膛前、后壁之間應(yīng)保持一定距離，一般為 － 。 5－ 1 爐型的選擇和爐膛尺寸的確定 （ 5）勞動條件 選擇設(shè)備應(yīng)盡量防止對環(huán)境的污染，減輕勞動強(qiáng)度，提高機(jī)械化和自動化水平。 5－ 1 爐型的選擇和爐膛尺寸的確定 （ 1）工藝技術(shù)要求 例： 無氧化加熱 — 可選用真空爐或可控氣氛熱處理爐； 化學(xué)熱處理 — 可選用滲碳爐、滲氮爐等。 5－ 1 爐型的選擇和爐膛尺寸的確定 167。 第五章 熱處理電阻爐的設(shè)計 授課人：楊曉敏 North University of China College of Materials Science and Engineering 返回總目錄 教學(xué)提示 教學(xué)要求 ： 了解熱處理爐設(shè)計計算內(nèi)容，掌握熱處理電阻爐結(jié)構(gòu)設(shè)計以及電阻爐功率計算方法。 5－ 2 電阻爐功率的計算 167。 表面淬火 — 可選用表面淬火設(shè)備，如表面感應(yīng)加熱設(shè)備、表面火焰淬火設(shè)備等。 （ 4）經(jīng)濟(jì)效益 應(yīng)選擇節(jié)能效果較好的爐型，選用造價低的爐型以及生產(chǎn)效率高又能減少各種工藝材料消耗的爐型。 加熱能力指標(biāo)法 :(當(dāng)工件品種多且工藝周期不同時 ，爐底面積可根據(jù)爐底單位面積的生產(chǎn)能力－生產(chǎn)率 P0表 5－ 1計算 ) p：爐子生產(chǎn)率； F1－有效面積； F－爐底總面積 。對于滲碳、退火等工藝周期長的爐子，裝料多，取上限；淬火、正火等工藝周期較短的爐子，裝料相對少一些，取下限 。 （ 2）為防止?fàn)t墻反復(fù)熱脹冷縮，大型爐的粘土磚爐墻，每米長度應(yīng)留 5－ 6mm膨脹縫，各層之間應(yīng)錯開。 167。 167。 5－ 2 電阻功率的計算 (5)、爐襯的磚縫必須相互交錯， 錯開量應(yīng)以磚長的1/2為宜。 (9)、除爐口等待殊情況下，不得用重質(zhì)耐火磚砌筑在與爐殼直接接觸的部位，以減少熱損失 。 5－ 2 電阻功率的計算 p輔 — 每小時加熱輔助構(gòu)件的重量 kg/h； t t2－輔助構(gòu)件加熱的初始和終了溫度； c c2－輔助構(gòu)件在 t t2時的比熱容 〔 kJ/(kg. ℃ )〕 2 2 1 1Q p ( c t c t ) ( k J /h )?輔 輔 （ 3）、加熱控制氣體所需熱量 Q控 V控 — 控制氣體的用量 m3/h t t2— 控制氣體入爐前溫度和工作溫度。q m hk g mt 39。 c t V c 39。 kJ / kg . Cc c t????? ? ?????蓄。 5－ 2 電阻功率的計算 一般周期作業(yè)式電阻爐空爐從室溫升到額定溫度需要 3－ 8小時，若升溫時間太長，則說明功率不夠，需將 P安加到滿足空爐升溫時間數(shù)值 ?！?空 爐 的 升 溫 時 間 （ ）— 爐 膛 內(nèi) 壁 面 積 ()— 爐 溫 ；— 系 數(shù) ， 熱 損 失 大 的 爐 子 ， ；熱 損 失 小 的 爐 子 ， 167。 5－ 3 功率的分配及電熱元件的接線 連續(xù)作業(yè)電阻爐 加熱區(qū)的功率應(yīng)當(dāng)是最大，均熱區(qū)的功率降低，保溫區(qū)的功率最小。 167。 5－ 3 功率的分配及電熱元件的接線 兩組星形 三角形 保護(hù)電熱元件 碳化硅棒在使用過程中會逐漸老化，電阻增大。 良好的高溫抗氧化性 要求電熱元件具有較高的耐氧化界限溫度。 在選擇電熱元件時，應(yīng)注意對各種氣體介質(zhì)的抗蝕能力，在腐蝕性氣氛中工作時，應(yīng)降低其使用溫度。 167。 缺點(diǎn)： 塑性較差，經(jīng)高溫加熱，晶粒粗大，性脆，難于維修；高溫強(qiáng)度低，易塌陷。 5－ 4電熱元件材料及其選擇 碳系電熱元件 碳系電熱元件包括石墨、碳粒和各種碳質(zhì)制品。 5－ 4電熱元件材料及其選擇 影響 W允 因素： 元件材料的特性 散熱條件 散熱條件越好，電熱元件越不易超溫，允許的表面負(fù)荷率也越大。 5－ 5 電熱元件的 設(shè)計 （ 3）、電熱元件的允許表面負(fù)荷率和長度 3 2P = W F 1 0 = W S L 1 0??允 允元 件 的 功 率 ：210()pLmWS???允（ 4）、線狀和帶狀電熱元件尺寸 a、 直徑為 d的線狀 電熱元件： 直徑、長度，質(zhì)量 52210 tpSfWU???允2310tfULP ????210()pLmWS??允2 2 3( ) ( )44S d m m f d m m S f d???? ? ? ?；? ?32tpd mmUW???允 元件的直徑： 每個元件的重量為： 167。 5－ 5 電熱元件的計算 線狀電熱元件的波紋式、螺旋式及帶狀電熱元件的波紋式三種方式中，從使用壽命來說，以線狀波紋式為最好，帶狀波紋式次之，而線狀螺旋式最差。 二、電熱元件引出端的結(jié)構(gòu) 電熱元件引出端需穿過爐壁，散熱條件差，為防止引出端溫度過高，應(yīng)加大引出端尺寸。 空載 功率 ： 提高爐襯的砌造質(zhì)量、保溫能力和爐子密封性。 砌體蓄熱量： 依具體情況而定。 引出棒連結(jié)裝置 1－壓緊套； 2－壓緊螺母； 3－螺母； 4－密封填料； 5－壓緊套座 線狀電熱元件與引出棒的鉆孔焊 三、電熱元件的焊接 電熱元件焊接性一般都比較差，因此應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)暮附臃椒ā? 二、碳化硅電熱元件的計算（數(shù)目和端電壓） 根據(jù)爐膛尺寸確定 SiC棒的規(guī)格，并計算每根的功率 根據(jù)爐子安裝功率和每根 SiC棒功率確定根數(shù) 計算端電壓 確定電壓調(diào)節(jié)范圍 167。 變化參數(shù) 元件直徑 d 元件長度 L 元件質(zhì)量 G 增大 P 增大 增長 增加 增大 U 減小 增長 減小 增大 W允 減小 減短 減小 改用 ρt較大的材料 增大 減短 增加 ? ?32tpd mmUW??允23L 0 .9 2tPUW? 允＝53 240 .8 5 tMPGUW??允＝b、帶狀電熱元件 —— 寬和厚、長度、質(zhì)量 2( ) ( 1 )f ab m aS k a b k m a