箱式电炉设计
（材料科学与工程学院无机非金属专业）
设计任务：
设计一个箱式电炉
额定工作温度：1300℃.升温速度：20℃/min环境温度20℃
炉膛有效尺寸：长ⅹ宽ⅹ高500*300*300（以内）
设计说明：
1.炉膛材料的选择
2.电热材料的选择
3.电炉电热材料的计算和排列
4.电路的三视图
设计步骤
一：炉衬材料的选择
1：耐火材料的选择
耐火材料的好坏，应从它的耐火度，荷重软化点，热稳定性和抗化学腐蚀性，高
温体积稳定等几方面来决定，同时我们还要考虑温度的使用十分能达到要求，以
及它的经济效益。根据公式q=λ*ρ*С*△T，所以我们要选择导热系数λ，密
度ρ，导热系数С都小的材料。同时使用温度也必须在1300℃以上。传统的粘
土质耐火砖使用温度达不到。高铝砖（1400～1600℃），硅砖（1620℃以上），镁
砖（超过2000℃），镁砖铝（1700～1900℃）这些的耐火温度都可以到达，但是
由于这些传统的材料热稳定性相对较差，最主要的是λ，ρ，С较大，会导致损
失的热量很大，对电炉的功率要求较大，不利于节能，所以我们不采用。
现在新的耐火纤维材料，是目前除纳米材料以外，导热率最低、绝热节能效果最
好的耐火材料。它具有重量轻、耐温高、保温效果好、施工方便等诸多优点。所
以我们选择它。在纤维材料中，耐火纤维分为非晶质(玻璃态)和多晶质(结晶态)
两大类。非晶质耐火纤维，包括硅酸铝质、高纯硅酸铝质、含铬硅酸铝质和高铝
质耐火纤维。多晶质耐火纤维，包括莫来石纤维、氧化铝纤维和氧化锆纤维。他
们的使用温度如下：
项目普通型高铝型含皓型
分类温度(℃)126014001400
工作温度(℃)＜100012001350
颜色白洁白洁白
纤维直径(μm)3-53-53-5
化学组成Al2O34452-5539-40
Al2O3+SiO29699--
从使
Al2O3+SiO2+用性
----99
ZrO2能和
经济
ZrO2----15-17适用
Fe2O3＜1.20.20.2方面
我选
Na2O+K2O≤0.50.20.2
择含
锆硅酸铝纤维板作为耐火材料，它的工艺性能如下表：
项目指标
最高使用温度℃1350
3
体积密度（g/c）