1100 ℃耐火磚自動抗熱震性試驗機
1100 ℃耐火磚自動抗熱震性試驗機(三塊標磚)技術方案
文件編號:STR-TSR-1100-3B-20250605
版本號:V1.0
發布日期:2025 年 6 月 5 日
編制:技術研發部
一、概述簡介
抗熱震性(Thermal Shock Resistance)是耐火材料承受急劇溫度變化而不開裂、剝落的極限能力。
本熱震實驗機依據 YB/T 376.1-1995 及 GB/T 30873-2014(水急冷法)設計,采用 1100 ℃ 箱式爐 + 自動水淬槽 + AI 破損識別一體化結構,可同時對 3 塊標準耐火磚(230 × 114 × 65 mm)進行全自動熱震循環:加熱→保溫→機械手送樣→水淬→晾干→圖像判定→計數→報表輸出,全過程無人值守,為質檢、研發、生產線提供高效、可重復的熱震數據。
二、遵循標準
YB/T 376.1-1995 耐火制品抗熱震性試驗方法(水急冷法)
GB/T 30873-2014 耐火材料 抗熱震性試驗方法(水急冷法)
ISO 21736:2020 耐火材料熱震抗力測定(水淬法)
ASTM C1171-15 熱震與熱循環定量測定方法(參考)
三、用途
測定耐火磚、澆注料、陶瓷型殼 1100 ℃ 水冷熱震循環次數;
質量分級、出廠檢驗、質量仲裁;
研發階段配方篩選、結合劑/微粉對熱震穩定性改善評價;
替代人工夾取、計時、水冷,降低勞動強度與人為誤差。
四、工作原理
試樣受熱端(1100 ℃)保溫 20 min;
自動機械手將試樣迅速浸入 5-35 ℃ 流動水中 3 min(水位差≥10 mm,深度≥50 mm);
取出后熱風烘干 5 min;
CCD 拍攝受熱端面,AI 算法計算裂紋面積占比;
裂紋面積≥50 % 或肉眼可見貫穿裂紋即判定破損,記錄循環次數;
未破損繼續下一循環,直至預設次數或全部破損,自動停機并輸出報告。
五、主要技術參數
| 序號 | 項目 | 參數值 |
|---|---|---|
| 1 | 設備名稱 | 1100 ℃耐火磚自動抗熱震性試驗機 |
| 2 | 英文名稱 | Automatic Thermal Shock Resistance Tester for Refractory Bricks (1100 ℃) |
| 3 | 設備型號 | STR-TSR-1100-3B |
| 4 | 設備結構 | 箱式爐+自動平移門+六軸機械手+恒溫水淬槽+熱風干燥+CCD成像+AI判定 |
| 5 | 最高溫度 | 1100 ℃(連續運行) |
| 6 | 爐膛有效尺寸 | 400×250×200 mm(一次3塊標準磚) |
| 7 | 升溫速率 | 0.5-20 ℃/min 可設 |
| 8 | 控溫精度 | ±1 ℃(保溫段) |
| 9 | 爐溫均勻性 | ±2 ℃(9點測試,GB/T 30873) |
| 10 | 熱電偶 | K型,2支(控溫+監控) |
| 11 | 加熱元件 | HRE鐵鉻鋁電阻帶,表面負荷≤1.8 W/cm2 |
| 12 | 機械手負載 | 5 kg,重復定位±0.1 mm |
| 13 | 水淬參數 | 水溫5-35 ℃,流量≥5 L/min,水位自動補償 |
| 14 | 干燥方式 | 熱風循環,60 ℃,5 min |
| 15 | 成像系統 | 6MP彩色CCD,幀率25fps,AI裂紋識別精度±0.1 mm |
| 16 | 循環次數 | 1-999次可設,斷點續接 |
| 17 | 電源 | AC380V±10%,50Hz,三相五線,功率9 kVA |
| 18 | 外形/重量 | 1600×900×1750 mm / 約450 kg |
| 19 | 安全保護 | 超溫、缺水、門限、緊急停、UPS斷電續接 |
六、可增選配置
| 名稱 | 功能 | 價格代碼 |
|---|---|---|
| 質量流量進氣系統 | N?/空氣,0-5L/min,防氧化 | STR-GAS |
| 激光裂紋測深儀 | 測量裂紋深度,精度±0.01mm | STR-LAS |
| 二階梯溫度校準 | 第三方1100℃ TUS+SAT報告 | STR-CAL |
| 不銹鋼試樣筐 | 多孔設計,減少水沖擊 | STR-BAS |
七、結構特點(模塊化)
箱式爐模塊:HRE電阻帶四面布設,陶瓷纖維爐襯,表面溫升≤40℃;
自動平移門:伺服電機+直線導軌,開門時間≤3s,密封陶瓷纖維盤根;
六軸機械手:鋁合金梁+伺服電機,真空吸盤+氣動夾指,5kg負載,重復定位±0.1mm;
恒溫水淬槽:304不銹鋼,雙級冷卻,水溫自動PID調節,水位差≥10mm;
熱風干燥模塊:PCT加熱器+循環風扇,60℃恒溫,5min快速烘干;
CCD成像+AI判定:LED背光,裂紋面積占比≥50%自動判定破損;
電控箱:強弱電分離,24V安全回路,EMC屏蔽,UPS斷電續接。
八、標準配置清單
| 名稱 | 數量 |
|---|---|
| 主機(爐體+框架) | 1套 |
| 自動平移門 | 1套 |
| 六軸機械手 | 1套 |
| 恒溫水淬槽 | 1套 |
| 熱風干燥模塊 | 1套 |
| CCD成像系統 | 1套 |
| K型熱電偶 | 2支 |
| HRE電阻帶 | 已安裝 |
| 真空吸盤夾具 | 3套 |
| 不銹鋼試樣筐 | 1只 |
| 中文操作手冊+SOP | 1份 |
| 合格證/校準證書 | 1份 |
九、易損件與壽命
| 名稱 | 參考壽命 | 備注 |
|---|---|---|
| HRE電阻帶 | 12個月@1100℃ | 可單根更換 |
| K型熱電偶 | 12個月 | 提供溯源比對 |
| 真空吸盤 | 6個月 | 老化免費換新 |
| 石英觀測窗 | 2年 | 失透即更換 |
十、售后質保
整機12個月;
現場安裝調試+培訓2人天;
24h響應,72h到場(國內);
軟件終身免費升級;
10年備件保障,質保期外僅收成本費。
十一、包裝運輸
木箱+防震泡沫+纏繞膜,防雨標識;
吊裝位置貼“重心”“向上”,嚴禁倒置;
運輸溫度-20-+60℃,相對濕度≤85%。
十二、使用環境要求
室內5-40℃,濕度≤80%RH無凝露;
海拔≤2000m,地面平整,承重≥500kg;
電源AC380V±10%,50Hz,接地電阻≤4Ω;
排風:頂部φ100mm排風管,建議風速3-5m/s;
無強烈振動、無導電粉塵、無易燃易爆氣體。
十三、使用注意事項(含加熱元件)
首次烘爐:≤5℃/min升至300℃保溫2h,隨后≤10℃/min升至1100℃空燒1h;
HRE電阻帶表面禁止觸碰,防止氧化層破壞;
水淬槽水溫必須≤35℃,否則影響判定;
機械手運行區域嚴禁伸手,急停按鈕隨手可及;
每月檢查電阻帶接頭緊固力矩1.5N·m;
熱電偶每半年與標準偶比對,誤差>±2℃更換;
試驗結束200℃以下方可打開爐門檢修。
十四、標準操作方法(SOP級)
步驟1 開機前檢查
電源、接地、冷卻水、壓縮空氣正常;
電阻帶、偶、機械手、水位正常;
爐膛清潔,水淬槽補水至設定液位。
步驟2 裝樣
按YB/T 376.1制樣,編號→輸入PC→自動推樣至爐膛中心。
步驟3 程序設定(示例)
| 段號 | 目標℃ | 速率℃/min | 保溫min | 事件 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 300 | 5 | 120 | 烘爐 |
| 2 | 1100 | 10 | 20 | 熱震段 |
| 3 | — | — | 3 | 水淬 |
| 4 | 60 | — | 5 | 干燥 |
| 5 | — | — | — | AI判定 |
按“RUN”→二次確認→自動執行;
實時顯示溫度、循環次數、破損圖像。
步驟5 結束與取樣
達到預設次數或全部破損自動停機,<200℃聲光提示;
取出試樣,關閉電源。
步驟6 數據與維護
報告自動保存至D:/TSR/日期/;
每月填寫《點檢表》—電阻帶、偶、機械手、水位、CCD5項。
十五、強制性聲明
本設備為1100℃級高溫強電強機械自動系統,所有操作、維護與工藝參數調整必須由經過培訓并考核合格的專業人員進行。非授權人員禁止進入電柜、拆卸加熱元件或更改控制程序,否則將導致保修失效并可能造成嚴重人身傷害。
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