全自動成像耐火度試驗爐技術方案

文件編號:STR-NHD-1800-IMG-20250605

版本:V1.0

發布日期:2025-06-05

1. 設備名稱與型號

中文:全自動成像耐火度試驗爐

英文:Automatic Image-Recording Refractoriness Testing Furnace

型號:STR-NHD-1800-IMG(1700 ℃ 標配 / 1800 ℃ 加配)

2. 執行標準

GB/T 7322-2017《耐火材料 耐火度試驗方法》

ISO 528《Refractory products — Determination of pyrometric cone equivalent (PCE)》

JJG 141 工作用鉑銠熱電偶檢定規程

3. 用途

用于測定耐火原料、制品及陶瓷、玻璃等無機非金屬材料在 50-1800 ℃ 范圍內的“耐火度”(PCE 值)。設備通過工業 CCD 實時成像,自動識別試錐彎倒瞬間并記錄對應溫度,完全替代人工觀測,滿足質檢、研發、仲裁試驗需求。

4. 工作原理

將試樣與標準測溫錐制成截頭三角錐,安放在可旋轉剛玉錐臺;

爐膛按設定升溫曲線(通常 2.5 ℃/min)勻速升溫;

≥1100 ℃ 時 CCD 開始每 1 ℃ 采集一幀圖像;

機器視覺算法實時計算錐尖-底盤距離,彎倒閾值 ≤0.3 mm 即判定彎倒;

自動記錄彎倒溫度,生成含圖像、曲線、判定結果的報告;

全部試樣彎倒后自動停機并進入冷卻模式。

5. 主要技術參數

6. 結構特點(模塊化)

升降旋轉錐臺:伺服電機+剛玉棒,升降行程 120 mm,旋轉定位編碼器 3600 p/r;

三維動態成像:CCD 可前后調焦 100 mm-∞,放大 0-40×,景深 30 mm;

自動濾光:電機驅動紅外截止片,>1200 ℃ 自動切入,防止過曝;

插拔式硅鉬棒:單側端子引出,10 min 內可單根更換;

雙觀測窗:主攝+輔光,確保背光均勻,消除陰影誤判;

軟件:

向導式試驗流程;

圖像回放、逐幀對比;

標準錐數據庫(PCE 19-42)自動比對;

權限管理(密碼),符合實驗室認證要求。

7. 標準配置

8. 易損件與壽命

9. 售后質保

整機 12 個月;

加熱元件、熱電偶質保 6 個月;

終身技術支持,軟件免費升級;

現場安裝調試 + 培訓 2 人天;

質保期外僅收成本費,10 年備件保障。

10. 包裝運輸

木箱封閉,內部防震泡沫,外部纏繞膜;

運輸允許溫度 -20-+60 ℃,相對濕度 ≤85 %RH;

吊裝位置貼“重心”“向上”標識,嚴禁倒置。

11. 使用環境

室內 5-40 ℃,無導電粉塵,無易燃易爆氣體;

地面平整,承重 ≥800 kg;

排風管道 φ100 mm 建議接室外,風速 3-5 m/s。

12. 使用注意事項(關鍵)

400-700 ℃ 為硅鉬棒脆性區,嚴禁振動或快冷;

首次烘爐須 ≤5 ℃/min 至 300 ℃ 保溫 2 h;

成像窗口每 10 次試驗后用無水乙醇擦拭,防止積塵誤判;

程序運行時禁止強制斷電,UPS 建議 ≥3 kVA;

試驗結束 1000 ℃ 以下方可打開排風閥,600 ℃ 以下可半開門。

13. 標準操作流程(SOP 摘要)

制樣→干燥→編號→輸入 PC;

裝錐→升降臺自動定位→關閉爐門→二次確認;

選擇標準升溫曲線(GB/T 7322 默認 2.5 ℃/min);

啟動→系統自動成像→自動判定→自動停機;

取出試樣→報告自動保存→USB 導出 PDF;

關機→填寫《設備使用記錄》。

14. 強制性警示

本設備為 1800 ℃ 級超高溫強電系統,所有操作與維護必須由經培訓并考核合格的專業人員進行。任何未經授權的改動或誤操作可能導致設備損毀、火災或人身傷害。

耐火材料耐火度試驗介紹與試驗目的

一、試驗介紹

定義

耐火度是耐火材料在無荷重條件下抵抗高溫作用而不軟化的“最高溫度”。它并非真正的熔點,而是材料達到某一特定軟化程度(工業上統一規定為試錐頂部彎倒至接觸底盤)時的等效溫度,用標準測溫錐的“錐號”表示。

原理與裝置

將受檢材料制成尺寸 8 mm(底邊)×30 mm(高) 的截頭三角試錐,與一組已知耐火度的標準錐同置于錐臺;

按 GB/T 7322-2007(等同 ISO 528)規定以 (2.5±0.2) ℃/min 勻速升溫;

通過觀測窗或工業 CCD 實時記錄錐體形態;當試錐彎倒恰好接觸底盤時,與其同時彎倒的標準錐所標溫度即為該材料的耐火度。

試驗設備主要組成

1800 ℃ 級管式或箱式電爐(硅鉬棒加熱);

自動旋轉升降錐臺(1–3 r/min);

成像系統(1000 萬像素 CCD,每 1 ℃ 采集一幀);

雙 B 型熱電偶控溫+監控;

機器視覺軟件自動判定彎倒并輸出報告。

二、試驗目的

質量分級與合格判定

國際慣例規定耐火度 ≥1500 ℃ 的無機非金屬材料才稱得上“耐火材料”。通過試驗把產品劃分為普通、高級、特級耐火材料,是出廠檢驗的必檢項目。

工藝控制

監測原料純度、雜質(Fe2O3、Na2O、K2O 等)波動對耐火度的影響,指導配料、燒結溫度設定。

選材與安全

為高爐、轉爐、玻璃窯、水泥回轉窯等選用內襯提供依據;防止因耐火度不足出現軟化坍塌、穿爐等安全事故。

研發支持

快速評價新配方、新結合劑、超細粉、添加劑對高溫軟化的改善效果,縮短開發周期。

貿易仲裁

當供需雙方對產品質量有爭議時,以耐火度試驗結果作為仲裁依據。

三、小結

耐火度試驗是耐火材料“高溫身份證”的核心檢測手段,具有標準化、可視化和可追溯的特點;全自動成像技術的引入,使判定由人眼升級為機器視覺,重復誤差 ≤1 ℃,為質量、研發和安全提供了更可靠的數據平臺。