电炉设计

（2） 保温砖与建筑砖之间界面的温度； （3） 建筑砖外侧温度。

建筑砖 耐火砖 保温砖

t1=1000℃t4

λ λ λ 123

b1 b2 b3

t2=946℃

习题一

附图

t3

解 （1） 热损失q

qQ1(t1t2) Fb1381.6W/m2(2) t3

由稳定热态热传导，可知：

qq1q2由上式解得：

2b2(t2t3)

t3157.3Co

(3) t4

同理可得：

t324.6Co

将各层温度差与热阻的数值列表如下： 耐火砖 保温砖 建筑砖 温度差 54 788.7 132.7 热阻（℃/W） 0.142 2.07 0.348 由上表可见，热阻大的保温层，分配于该层的温度差亦大，即温度差与热阻成正比。

2. 求Q舟：

图2.5

炉管烧舟辐射传热示意图

QCT管T舟导[(100)4(舟100)4]F管管舟

因为，F舟管舟F；舟管1

管

所以：

CC0导(1

1)管舟1（1管1）舟管舟C

01（11）F舟舟管F管3. 两表面间有隔热屏的辐射传热

T1 1

P 2

T2

ε1 ε2 F1 F2

Tp Fp εp

图2.6

两平行表面间有隔热屏的辐射传热示意图T1>T2

{举例说明：[P190, 6-14 之(1)、(5)、(3) ] ; T1(T1)4(TP)4Q1P1001001 C1PF11P2.52）

2.53）

2.54）

（式

（式

（式QP2TT(P)4(2P)4100 1001CP2FPP2 （式2.55）

因为：1PP21；且Q1PQP2Q 所以：

T14T)(2)4100 Q10011C1PF1CP2FP(因为：

（式2.56）

1PP11； 所以：

C0111)C0

111

（式2.57）

C1P(11)1(P1P对于平行板，若1P2（如，同样是钼板），且F1FPF2F；可以得到：C1PCP2C导；所以：

QC导TT[(1)4(2)4]F 2100100C0 2

（式2.58）

C导 （式2.59）

与式2.50比较后可知：辐射在增加平壁后辐射减小一半。

4. 蒸汽管内径为44mm,外径51mm，150千卡米小时0C；蒸汽与外界温差为

；外壁对空间的

千卡100℃，若已知蒸汽管对管壁的总给热系数1100总给热系数27千卡试求： （1）

米2小时0C米2小时0C。

裸管时，每米管的热损失。

（2） 若加80mm厚的水泥层保护（21.1千卡热损失。

（3） 若将水泥管换成石棉水泥（石0.15千卡米小时0C），求每米管的

米小时0C），结果又如何。

Q11解：

（1）

1S11(tf1tf2)F21511001

51441000()2111000100507105（千卡）11S1S2(tf1tf2)FQ1

（2）

12121511001

51441000()8021110001000100501.1771（千卡）11S1S2(tf1tf2)FQ1

（3）12121511001

51441000()8021110001000100500.15723（千卡）4. 1）需制造一台铁、铜基产品烧结炉，请选用炉管材料、耐火材料和保温材料。

2）需制造一台Mo丝炉，请选用炉管材料、耐火材料和保温材料。

3）需制造一台于2300℃使用的碳管炉，请选用炉管、耐火材料和保温材料。 答：1）耐火材料可用粘土质或高铝质耐火材料（氧化铝），保温材料可用轻质粘土砖，炉管材料可采用中性耐火材料（铬质、镁质耐火材料）

2）钼丝炉的炉管要承受1700-1800的高温，故选用刚玉材料（耐火度2000）为宜，炉管材料选用刚玉，对于高温（1500）炉的高段选用三氧化铝粉或刚玉粉作为耐火材料，可以在耐火层外的保温层用超轻砖QN-0.4作保温层。

3）保温材料：碳黑（用复式碳化物碳化温度约为2200-2300），炉管材料用石墨管，碳黑的耐火度高，导热系数小，故选用碳黑作为耐火材料。 5.表面负荷的计算：

三相三组并联后星形接法：见卷子第三题，P=42/(3*3);若三相二组并联则，P=42/(3*2); 若三相二组并联则,P=42/(3*1)。 6.电阻炉功率的计算：（可能会考，主要清楚K1、K2的取法）

1） 经验计算法（两种）

一、由炉膛容积确定功率

PK1V3

2 （式4.1）

式4.1中各温度所对应的K1见表4.1；

表4.1

温度(℃) 400 700 1000 1200 1450(YG合金烧结温度) 高于1450 (YT合金烧结温度)

容积功率系数表

K1 35~50 50~75 75~100 100~150 165~190 200 式4.1中的V为炉膛温区由电阻丝所包围的有效容积（m3）。对于箱式炉K1取上限，对于井式炉K1取下限，要求快速升温或生产效率高的炉子取上限。

二、由炉膛面积确定功率

PK2F

（式4.2）

表4.1

温度(℃) 炉膛面积功率系数表

K2 400 700 1000 1200 1450 K2取法类似K1 7.

1

2

3 4 4~7 6~10 10~15 15~20 25~30 8 7 6 5 图3.1 硬质合金氢气烧结炉示意图

1——料舟；2——马弗(炉管材料)；3——加热电阻丝；4——Al2O3;

5——高镁砖；6——耐火砖；7——保温材料；8——炉壳

02级考试卷子工艺设计部分： 1． 工艺设计说明书的任务：

1）技术任务：确定产品品种、规格、质量标准及产量；确定生产工艺流程；选择主要设备及辅助设备并计算其需要量；按产品产量需要计算出原料、辅助材料及动力消耗；对动力、照明、运输、采暖、通风、供排水等提出设计要求；计算车间所需面积；画出车间平面布置图，确定厂房形式和主要尺寸；提出技术保安、环保等措施。

2）组织任务：研究车间的生产劳动组织，确定职工人数及编制，制定劳动定额等 3）经济任务：计算及制定基本建设投资、生产预算、计划产品单位成本及综合技术经济指标等。

2.粉末冶金工厂在建筑上有什么特殊要求?

1）P/M产品，大都涉及金属粉末，而金属粉末易受灰尘污染，因此要求房屋建筑采用不起灰的地面、不起灰的墙壁、天花板并密封车间，通入净化空气。

2）粉末、特殊超细粉易燃、氢气、等静压机易爆，因此厂房高度,材料应考虑防火,防爆。 3）天气变化特别是温度湿度对产品质量影响也大，因此应要求车间恒温恒湿，尽量避免阳光直接照射，选择建筑材料时应考掉隔热、保暖。

4）P/M生产，设备噪音、震动、冲击作用都较大，因此建筑上应考虑防震、防冲击、防噪音等问题。

3.产品方案制定的原则是什么？ 原则：

 考虑国内外现状、生产水平、发展趋势、需求。根据国民经济各部门对产品数量、

质量和品种等方面的需要情况进行编制，既要考虑当前的急需，又要考虑将来的发展。

 要考虑产品的平衡，从全国各地生产布局出发。

 考虑建厂地区的承受能力，如建厂地区的资源数量和质量、自然条件、投资等的可

能性。

 赋予产品更多技术含量，多采用新技术，追求高附加值，降低成本。 4.阐述劳动定员的基本原则及步骤： 劳动定员的原则：

1）合理安排直接生产人员和非直接生产人员的比例关系，非直人员比重； 2）正确处理基本生产工人和辅助工人的比例关系，使之协调工作； 3）对行政人员应精兵简政为原则加以确定；

4）先定额后定员、先基本后辅助、先工人后干部、先易后难。 劳动定员的方法及步骤：

1） 根据生产规模大小，即日处理量的多少，设备的先进程度与生产能力、生产过程实

质对将工厂分几个生产车间。

2） 根据生产的性质，方便管理、方便职工，保证生产的原则，将一个生产车间分成若

干生产班组，并确定作业班次。

3） 根据劳动定额、设备利用定额确定每个班组的实际人员，此时应考虑工人可能发生

的轮休、缺勤，给以一定补额，一般轮休补额应根据设备生产的情况而定缺勤补额为直接生产工人主要岗位定员的3%编制。

4） 基本生产人员定额完成后，根据物质消耗定额和生产车间维修任务大小，确定辅助

生产工人班组数、班组人数。

5） 管理人员及其他非生产人员按职工人数的15~18%定员或视具体情况定。 6） 注意工艺技术人员在总人数中比例。

5.工艺流程 参考卷子

课件补充：

某二管炉每根高温区长 0.9 m， 保温时间1hr，舟皿尺寸30×30×300mm，装填系数0.9，WO3松比2g/cm3 求日生产能力？

推舟速度：900mm/1hr=900mm/60min=15mm/min=1舟/20min 单舟时间：1hr

单位小时出舟数：3*2=6舟

单位小时处理量：3*3*30*0.9*2*3*2=3kg（两管） 单管日处理量：3/2*24=36kg

炉子总生产能力：3*24=72kg（日生产）

设备设计原则：

1.三性：工艺先进性：先进设备的长期收益 生产实用性：完成生产能力即可

经济可行性：注意选择标准设备，力求投资少，而有较好的技术经济指标。 2三先三后： 先选型再设计：市场上有则买，没则设计

先国内后国外：国内多为简单中低档产品，所以考虑设备成本 先国标后非标：

照明：照明系统：普通照明、局部照明、混合照明。P/M工厂一般用混合照明即主要采用普通照明，一些特殊地方再加局部照明。

照明器：应根据工作性质、环境条件、悬挂高度选择。

普通环境采用普通电灯，防爆灯用于含易燃气体处，防潮防水灯用于潮湿的环境，油环境下采用白色透明罩灯具，悬挂6m以上用探照灯，悬挂3-6m用普通照明灯。机修、半检、压制采用局部照明。

各种原则、各种步骤都可能会考

硬质合金（TG类、YT类）生产工艺流程