耐火材料高溫荷軟蠕變試驗爐技術方案

版本號:V1.0發(fā)布日期:20251005

1. 概述

本方案針對耐火材料在高溫荷重軟化與壓蠕變性能的實驗需求,提供一套符合國內外標準的高溫荷軟蠕變試驗爐。設備采用模塊化設計,能夠實現(xiàn)溫度 300~1700℃、加熱速率 0~10℃/min、荷載 0.05~0.20MPa、位移測量 0~10mm(分辨率 0.01mm)的全流程自動化測試。

2. 遵循標準

GB/T5989耐火材料荷重軟化溫度試驗方法(示差升溫法)

GB/T50732022耐火材料壓蠕變試驗方法

GB/T7320耐火材料試驗用爐技術要求

ISO1893耐火材料荷重軟化溫度(示差升溫法)

ISO3187耐火材料壓蠕變試驗

YB/T370耐火材料高溫荷軟蠕變試驗通用技術規(guī)范

3. 用途

研發(fā):評估新型耐火磚、耐火澆注料、陶瓷型芯等材料的高溫力學性能。

質量控制:生產線成品的荷軟溫度、蠕變率抽檢。

標準驗證:滿足行業(yè)標準(GB/T5989、GB/T5073)所規(guī)定的試驗要求。

4. 原理

在恒定荷載下,以設定升溫速率將試樣加熱至目標溫度,隨后保持等溫,實時記錄試樣的軸向位移。通過位移時間曲線計算螺旋率;在升溫過程中記錄位移溫度曲線,以確定荷軟溫度(壓縮變形達到規(guī)定百分比時的溫度)

5. 主要技術參數(shù)

6. 可增選配置

7. 結構特點(模塊與結構詳細描述)

爐體模塊:采用高溫耐火磚內襯,外殼為耐熱鋼板,配備保溫層,保證溫度均勻性(±10℃)并延長爐體壽命。

加熱模塊:U 型 SiMo 加熱棒分段布置,功率可分區(qū)控制,實現(xiàn)快速升溫與精準控溫。

荷載模塊:液壓或電動加載系統(tǒng),配有高精度壓力傳感器,實現(xiàn) 0.05~0.20MPa 的恒定荷載。

位移測量模塊:可選防震百分表、光柵尺或激光干涉儀,測量范圍 0~10mm,分辨率 0.01mm 以上。

氣氛控制模塊:獨立氣體入口、流量計、閥組,支持真空、惰性氣體或還原氣氛。

控制柜模塊:PLC 主控,配備觸摸屏、人機交互界面,具備多重安全互鎖與故障自診斷功能。

各模塊通過標準化接口快速拆裝,便于維護與升級。

8. 標準配置

主機(含爐體、加熱元件、荷載裝置)

控制柜(PLC+觸摸屏)

溫度/壓力/位移傳感器套件

標準軟件(實驗參數(shù)設定、自動記錄、曲線繪制)

基本氣氛管路(空氣/氮氣)

標準包裝(木箱+防震墊)

9. 易損件

10. 使用壽命

整體設備:在正常維護條件下,預計使用壽命 ≥10年。

關鍵部件(加熱棒、熱電偶等)壽命受使用溫度、工作時間影響,具體壽命請參考廠家提供的壽命曲線。

12. 包裝運輸

小件(傳感器、控制柜、配件):采用 木箱 加防潮包裝,內部填充防震棉。

大件(爐體、加熱模塊)采用 簡易木框+泡沫/PE 防護,外覆防水油布,配備吊裝孔位,便于叉車搬運。

運輸方式:陸運(卡車)或鐵路,使用防震支架并在運輸途中避免劇烈振動。

13. 使用環(huán)境要求

14. 使用注意事項(含加熱元件)

1. 安裝前檢查:確認加熱棒、熱電偶、密封墊完整,防止漏氣。

2. 荷載校準:使用標準砝碼或壓力計校準加載系統(tǒng),確保 0.05~0.20MPa 的準確性。

3. 升溫速率:首次升溫建議不超過 5℃/min,避免熱沖擊導致加熱元件裂紋。

4. 氣氛切換:更換氣體前必須先排空原有氣體,防止混合氣體產生不良反應。

5. 溫度均勻性:在 500℃以上,爐內溫度差應 ≤±20℃,必要時調節(jié)熱電偶位置。

6. 安全互鎖:爐門未完全關閉時系統(tǒng)自動斷電;急停按鈕隨時可切斷主電源。

7. 定期維護:每 500h 檢查加熱棒表面,清理氧化層;每 12個月更換熱電偶。

15. 操作方法(SOP 級)

16. 重要提示

本設備的安裝、調試、運行及維護均需具備高溫實驗經驗的專業(yè)人員進行,嚴禁未經培訓的人員操作。