含碳耐火材料高溫抗氧化性能測試爐
含碳耐火材料高溫抗氧化性能測試爐技術方案
文件號：STR-2025-002
版本號：V1.0
發布日期：2025年11月3日
編制單位：洛陽賽特瑞科技發展有限公司
文件適用：僅限內部學習使用
1. 概述簡介
本設備專為含碳耐火材料（如鎂碳磚、鋁碳磚、碳復合澆注料等）在氧化氣氛下高溫抗氧化性能評價而設計。通過程序控溫與氣氛控制，定量測定試樣單位面積氧化失重率與氧化層厚度，為長壽高爐、轉爐內襯研發提供關鍵數據。
2. 遵循標準
| 標準號 | 標準名稱 | 類別 |
|---|---|---|
| GB/T 17732-2008 | 含碳耐火材料高溫抗氧化性試驗方法 | 國標 |
| ISO 10060:1995 | Refractory products – Determination of resistance to oxidation of carbon-containing materials | ISO |
| ASTM C863-00(2021) | Standard Test Method for Oxidation Resistance of Carbon-Containing Refractory Materials | 美標 |
3. 用途
用于鎂碳、鋁碳、鋁鎂碳、碳復合搗打料等試樣在空氣或可控氧分壓條件下的高溫抗氧化性能測定，服務于鋼鐵、有色、石化等行業耐材研發與質量檢驗。
4. 原理
將φ50 mm×50 mm圓柱試樣置于恒溫區，在設定氧化氣氛下加熱至目標溫度（最高1500 ℃）并保溫一定時間；通過高精度天平稱量氧化前后質量，計算氧化失重率；可剖切試樣測量氧化層厚度，綜合評價抗氧化能力。
5. 主要技術參數
| 序號 | 參數名稱 | 規格指標 |
|---|---|---|
| 1 | 設備名稱 | 含碳耐火材料高溫抗氧化性能測試爐 |
| 2 | 英文名稱 | High-Temperature Oxidation Resistance Tester for Carbon-Containing Refractories |
| 3 | 設備型號 | STR-COX-1500A |
| 4 | 設備廠商 | 洛陽賽特瑞科技發展有限公司 |
| 5 | 設備結構 | 臥式單室，前開門，氣氛內循環，三點承重稱量平臺 |
| 6 | 最高溫度 | 1500 ℃ |
| 7 | 長期工作溫度 | 1450 ℃ |
| 8 | 控溫精度 | ±1 ℃（恒溫段） |
| 9 | 爐膛有效區 | φ200 × 250 mm（可放3塊φ50 mm試樣） |
| 10 | 升溫速率 | 0–20 ℃·min-1?可編程 |
| 11 | 稱量模塊 | 內置Sartorius 0.1 mg電子天平，量程320 g |
| 12 | 氣氛控制 | Air、O2/N2混合，氧分壓10–21 %可調，流量0–5 L·min-1 |
| 13 | 加熱元件 | MoSi2棒，U型，φ9/18 mm，12支 |
| 14 | 電源 | AC 380 V ±10 %，50 Hz，額定功率18 kW |
| 15 | 外形尺寸 | 1800 × 900 × 1700 mm（長×寬×高） |
| 16 | 整機重量 | 約680 kg |
6. 可增選配置
| 名稱 | 功能說明 | 備注 |
|---|---|---|
| 快速冷卻系統 | N2吹掃+風冷，縮短降溫時間 | 選配 |
| 氧化層厚度自動測量 | 激光位移傳感器，精度±0.01 mm | 選配 |
| 尾氣分析模塊 | 紅外CO/CO2分析儀，監測氧化程度 | 選配 |
| 數據云平臺接口 | 支持MQTT/OPC-UA遠程上傳 | 選配 |
7. 結構特點
7.1 模塊劃分
| 模塊 | 功能描述 | 關鍵材質/規格 |
|---|---|---|
| 爐殼模塊 | 雙層鋼板，風冷夾層，表面溫升≤45 ℃ | Q235+噴塑，厚度3 mm |
| 爐襯模塊 | 高純氧化鋁纖維+輕質高鋁磚復合襯 | 耐溫1600 ℃，熱導率≤0.2 W·m-1·K-1 |
| 稱量平臺 | 三點懸掛，與爐膛柔性密封，實時稱量 | SUS310S，承重大于2 kg |
| 氣氛模塊 | 質量流量控制器，兩路進氣，可調氧分壓 | 精度±1 % F.S. |
| 電控模塊 | PLC+10寸彩色觸摸屏，PID控溫，USB導出 | Siemens S7-1200 |
7.2 細節說明
爐門采用多道陶瓷纖維繩密封，保證氧化氣氛不外泄；稱量平臺通過波紋管與爐膛連接，抵消熱膨脹影響；MoSi2棒冷端鍍鋁，提高導電與抗氧化壽命。
8. 標準配置
| 名稱 | 數量 | 備注 |
|---|---|---|
| 主機（含爐體、稱量、氣氛） | 1套 | |
| φ50 mm×50 mm石墨模具 | 3只 | 用于制樣 |
| 陶瓷試樣墊片 | 10片 | φ55 mm，厚度2 mm |
| 工具包 | 1套 | 含坩堝鉗、手套、內六角 |
| 中文說明書 | 1份 | 含電路圖與校準記錄 |
| 出廠合格證 | 1份 |
9. 易損件
| 名稱 | 更換周期 | 備注 |
|---|---|---|
| MoSi2加熱棒 | ≥2000 h（恒溫段） | 視升溫頻次 |
| 爐門密封繩 | 6個月 | 陶瓷纖維繩φ8 mm |
| O型圈（稱量波紋管） | 12個月 | 氟橡膠，耐溫250 ℃ |
10. 使用壽命
整機≥8年；爐襯≥5年（可局部修補）；稱量系統≥3年（需定期校準）。
11. 售后質保
| 項目 | 內容 |
|---|---|
| 質保期 | 整機12個月，加熱元件6個月 |
| 現場服務 | 24 h響應，國內72 h到場 |
| 備件庫存 | 洛陽總部常備庫存，48 h發貨 |
| 培訓服務 | 免費現場培訓2人，含操作與維護 |
12. 包裝運輸
控制箱、天平、工具等小件采用膠合板木箱，內置防震泡沫；爐體采用塑料薄膜+纏繞膜+木托，適合叉車裝卸與集裝箱運輸；發貨前整機真空袋內放置干燥劑，防潮防銹。
13. 使用環境要求
| 項目 | 要求 |
|---|---|
| 溫度 | 5–35 ℃，無急劇波動 |
| 濕度 | ≤75 %RH，無凝露 |
| 振動 | ≤5 μm（位移全幅） |
| 電源 | 三相五線制，獨立接地電阻≤4 Ω |
| 通風 | 排風量≥200 m3·h-1，排除氧化尾氣 |
14. 使用注意事項（含加熱元件）
- 爐溫低于300 ℃時禁止通入高純O2，避免MoSi2低溫氧化粉化。
- 升溫速率≤20 ℃·min-1，防止纖維襯開裂。
- 稱量平臺加載不超過2 kg，禁止沖擊。
- 每周檢查爐門密封，發現縫隙立即更換密封繩。
- 冷卻階段先停O2后通N2，保持波紋管內正壓，防止水汽回流。
- 非專業人員不得打開電控柜與氣氛管路，避免高壓與高溫危險。
15. 操作方法（SOP級）
- 開機前確認電源、氣源、水源、排風正常。
- 將制備好的φ50 mm×50 mm試樣置于陶瓷墊片，放入稱量平臺中心。
- 關閉爐門，鎖緊密封把手。
- 觸摸屏新建試驗：輸入溫度1450 ℃、保溫120 min、氧分壓21 %、流量2 L·min-1。
- 啟動程序，設備自動升溫、恒溫、實時記錄質量。
- 保溫結束，自動關閉O2，通N2保護，自然冷卻至200 ℃以下。
- 取出試樣，按標準剖切測量氧化層厚度，計算氧化失重率。
- 導出USB數據，打印報告，清理爐膛。
重要提醒：本設備涉及高溫、電氣、氧化氣氛及精密稱量，必須由受過專業培訓并取得賽特瑞認證資質的人員操作與維護。
16. 選型與采購提示
- 試樣尺寸若大于φ50 mm，需定制爐膛與稱量平臺，提前4周確認圖紙。
- 若需低氧分壓（＜10 %）長期運行，建議選配尾氧分析儀，實現閉環控制。
- 大批量檢測請選擇雙爐膛旋轉結構（型號STR-COX-1500D），效率提升90 %。
- 簽訂合同時注明驗收指標：恒溫區溫差≤±2 ℃，稱量漂移≤0.3 mg·h-1。
- 洛陽賽特瑞提供五年爐襯維修包與延保方案，可在采購時一并議價。
聲明：本技術方案為內部學習資料，未經授權不得外傳。正式采購請以雙方簽訂的技術協議與合同為準。更多信息請聯系洛陽賽特瑞銷售與技術支持部。
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