热处理设备与设计试题汇总

一、填空题

1. 一般加热炉有以下几部分组成：炉膛 、燃料系统、供风系统、排烟系统、冷却系统、余热利用装置等。

2．金属加热缺陷主要包括氧化 、脱碳 、过热和过烧。

3. 钢坯在压力加工前和热处理时的加热制度，按炉内温度的变化，可分为：一段式加热制度、二段式加热制度、 三段式加热制度和多段式加热制度。

4. 炉墙分为：侧墙 和 端墙；炉顶分为：拱顶、吊顶和平顶。

5. 热传递的三种方式是：传导、对流、辐射。某些低温热处理炉，以对流主要传热方式。

6. 中高频感应电流的特点：集肤效应 、邻近效应、圆环效应和 尖角效应 。

二、选择题

1.下列哪一项不属于热处理设备的主要设备（ C ）

A热处理炉 B感应加热装置 C起重运输装置 D淬火冷却设备

2.按照炉膛形式，热处理炉可分为箱式炉、罩式炉、贯通式炉、管式炉和（B ）等。

A台车式炉 B井式炉 C盐浴炉 D 退火炉

3.下列哪种淬火介质属于有物态变化的介质（ D ）

A熔盐 B熔碱 C空气 D 水

4.下列哪种方法能够提高炉子的供热强度（ A ）

A增加供热点 B提高金属入炉温度 C扩大炉膛 D 双面加热

5. 电阻炉箱式RX3-45-9的最高工作温度为（ C ）

A 650℃ B 900℃ C 950℃ D 1200℃

6. 下列哪一项不属于电阻炉的特点（ B ）

A结构简单、操作方便 B控温精度低

C环境污染较小 D自动化程度高

7.电热元件的材料要求具有（ C ）的电阻率和（ ）的电阻温度系数

A较大、较大 B较小、较小

C较大、较小 D较小、较大

8.浴炉的特点不包括下列哪一项（ A ）

A环境污染小 B加热速度快，温度均匀

C散热大，热效率低 D工作温度范围宽

9.中温盐浴炉主要使用哪种盐（D ）

A硝盐 B钡盐

C纯铅 D钠盐

10.浴炉中不能进行哪种热处理

A淬火 B正火

C退火 D回火

三、名词解释

1. 允许表面负荷率：指元件单位表面积上所允许的最大电功率（W/cm2）。

2. 低发热量Q低：燃料燃烧后．生成产物中的水分冷却成20℃以气态存在时，单位燃料完全燃烧所放出的热量，叫低发热量。

3. 炉底强度：加热炉的单位生产率（P）称为炉底强度。单位生产率指每平方米炉底布料面积上每小时的产量。Kg/(m2.h)

4. 单位燃料消耗量：指加热单位质量产品所消耗的燃料量。

5. 有焰燃烧：有焰烧嘴燃烧方法是煤气与空气全部或大部分在烧嘴外混合，边混合边燃烧，可见较长火焰。

四、回答问题

1. 重油燃烧为什么要雾化？怎样提高雾化效果？

答：与煤气一样，重油燃烧也必须具备使液体质点能和空气中的氧接触的条件。

重油粘度较大，不容易与空气充分混合，为此，重油燃烧前必须先进行雾化，以

增大其和空气接触的面积。

可以采取以下措施提高雾化效果：(1)提高重油温度；（2）增大雾化剂的压力

和流量；（3）改进烧嘴的结构；（4）重油掺水乳化等。

2．说明钢加热的脱碳过程及脱碳层的结构，并说明影响脱碳的因素。

答：（1）脱碳过程分两个阶段：钢件表面的碳与炉气发生化学反应，形成含碳气体溢出；工件表面与内部产生碳浓度差，从而发生碳由内部向表面扩散的过程。

（2）根据脱碳程度可分为全脱碳层和半脱碳层：全脱碳层-钢件表面碳基本被烧毁，表层呈现全部铁素体晶粒；半脱碳层-刚健表面的碳未完全烧毁，但表层含碳量低于钢件的平均含量。

（3）加热温度；加热时间；钢的成分；炉气的成分。

3．在推钢式加热炉中，容易产生粘钢。试分析产生粘钢的原因，及其预防措施。

答：产生粘钢的原因有：

（1）加热温度过高使钢坯表面熔化，而出炉时温度又较低。

（2）在一定的椎钢压力条件下，长时间高温加热。当加热温度达到或超过氧化铁皮的熔化温度(1300-1350℃)时，氧化铁皮开始熔化，并流人钢料与钢料之间的缝隙中，当钢料从加热段进入均热段时，由于温度降低，氧化铁皮凝固，便产生了粘钢。

防止粘钢的措施：防止表面烧化的措施，主要是控制加热温度不能过高；

在高温下的时间不能过长，火焰不直接烧到钢上。

4．简述步进式加热炉与推钢式加热炉相比有何优缺点？

答：(1)适合加热各种形状和尺寸的钢坯，特别适合推钢式加热炉不便加热的大型板和异型坯；

(2)炉子长度不受推钢比的限制，不会产生拱钢现象；

(3)料坯之间有一定的距离，不会产生粘钢现象，而且可根据需要改变钢料之间的距离；

(4)钢料靠步进梁运送，因此没有划痕；

(5)通过调整步进周期时间，可改变钢料在炉内的周期时间，以适应不同钢种加热的需要；

(6)轧钢机有故障时，能将钢料从进料口退出，防止钢料在炉内长期停留而造成氧化烧损和脱碳；

(7)加热时间容易控制，便于实现过程自动化，适合于计算机操作。

5．简述燃料炉的设计步骤。

答：（1）根据工件形状、尺寸、数量、工艺要求和燃料种类，确定炉型和基本结构方（2）确定基本尺寸，确定炉底面积；

（3）确定砌体材料及厚度；

（4）确定钢架结构和钢材的规格型号；

（5）确定燃料消耗量，选择或设计燃烧装置；

（6）计算燃烧所需空气量和所生成烟气量；

（7）设计排烟口、烟道、烟囱和选择鼓风机；

（8）设计炉门升降机构和装、出料机构及其控制系统；

（9）设计炉前管路等辅助设施。

6. 简述提高炉子热效率降低燃料消耗的途径。

答：（1）减少出炉废气从炉膛带走的热量；

（2）回收废热用以预热空气、煤气；

（3）减少冷却水带走的热量；

（4）减少炉子砌体的散热；

（5）加强炉子的热工管理与调度。

五、综合分析

分析下图炉子的热工制度，画出炉子加热制度的示意图，分析各段的热收入和热支出，列出热平衡方程？

答：炉子为双面加热的三段式加热炉，采用三点供热，分为上加热点、下加热点、均热点。示意图如下

均热段热平衡方程：Qa1+ Qa2+ Qa3+ Qa4+ Qa5= Q’a1+ Q’a2+ Q’a3+ Q’a4+ Q’a5+ Q’a6

热收入

KJ/h

热支出

KJ/h

燃料燃烧的化学热

Qa1

金属加热吸收的热量

Q’a1

燃料预热带入的物理热

Qa2

均热炉砌体的热损失

Q’a2

空气预热带入的物理热

Qa3

燃料不完全燃烧的热损失

Q’a3

金属氧化放出的热

Qa4

均热段炉门辐射热损失

Q’a4

金属带入的物理热

Qa5

均热段炉门溢气热损失

Q’a5

流出均热段烟气的热损失

Q’a6

加热段热平衡：Qb1+ Qb2+ Qb3+ Qb4+ Qb5+Q’a6= Q’b1+ Q’b2+ Q’b3+ Q’b4+ Q’b5

热收入

KJ/h

热支出

KJ/h

燃料燃烧的化学热

Qb1

金属加热吸收的热量

Q’b1

燃料预热带入的物理热

Qb2

加热段砌体的热损失

Q’b2

空气预热带入的物理热

Qb3

燃料不完全燃烧的热损失

Q’b3

金属氧化放出的热

Qb4

炉子水冷构件吸收的热量

Q’b4

金属带入的物理热

Qb5

流出加热段烟气的热损失

Q’b5

均热段烟气带入的热量

Q’a6

预热段热平衡：Qc1+Q’b5 = Q’c1+ Q’c2+ Q’c3+ Q’c4+ Q’c5

热收入

KJ/h

热支出

KJ/h

金属氧化放出的热

Qc1

金属预热吸收的热量

Q’c1

加热段烟气带入的热量

Q’b5

预热段炉子砌体的热损失

Q’c2

预热段炉门的热损失

Q’c3

炉子水冷构件吸收的热量

Q’c4

出炉废气带走的热量

Q’c5

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