STR KCO-1抗一氧化碳实验炉:CO崩解炉
一、设备简介
STR KCO-1 抗一氧化碳实验炉是为测定耐火材料在 500 ℃、纯 CO 气氛中抗崩解性能而开发的专用试验设备,满足 ASTM C288-20 与 GB/T 29650-2013 要求。设备采用双壳体密封结构、程序升温、质量流量配气、尾气催化分解及 PLC 全流程安全联锁,可实现“升温-保温-通气-反应-尾气处理-数据记录”全自动无人值守运行。
STR KCO-1 抗一氧化碳实验炉主要依据ASTM C288《测定一个大气压下一氧化碳中耐火材料解体的试验方法》标准研制而成,控制部分为一智能控制器,实现了升温、保温、试验数据采集、打印、停机、一氧化碳漏气报警以及事故报警等的全自动化控制;操作简单方便,安全设施齐全。
该STR KCO-1 抗一氧化碳实验炉用于测试耐火材料在特定的环境和温度下暴露于CO气氛中对CO崩解的抵抗能力。
二、主要用途
1、耐火砖、浇注料、不烧碳复合材料的 CO 崩解等级评定;
2、耐火材料研发配方筛选与寿命预测;
3、质检/第三方实验室出具 ASTM C288 或 GB/T 29650 权威报告;
为高炉、COREX、熔融气化炉等富 CO 装置选材提供数据支持。
三、工作原理
1、将 φ50 mm×75 mm 圆柱试样置于 500 ℃±10 ℃的等温区,通入 ≥95 % CO(余量 N2)持续 24 h～168 h;
2、CO 与材料中 Fe2O3、SiO2、CaO 等组元发生碳沉积/石墨化/金属铁相变,导致组织疏松、剥裂;
3、试验前后测量质量损失率、外观等级、冷压强度保持率,计算“CO 崩解指数”。
四、主要技术参数
| 最高工作温度 | 550 ℃(长期)/ 650 ℃(短时校温) |
| 恒温区精度 | 500 ℃±10 ℃(ASTM 要求) |
| 升温速率 | 0–5 ℃/min 可编程 |
| 炉膛尺寸 | φ450×800 mm(有效恒温区 ≥250 mm) |
| 气氛 | CO(5–20 L/min)/ N₂(吹扫、冷却) |
| 炉膛压力 | –0.09 MPa～0.1 MPa 可调,超压自动排放 |
| 泄漏率 | ≤0.5 %·vol/h(氦质谱检漏) |
| 尾气处理 | 催化氧化 + 活性炭吸附,排放 CO ≤ 25 ppm |
| 控制方式 | 10" 触摸屏 + PLC,30 段程序,USB 导出 |
| 安全联锁 | CO 泄漏报警、炉膛超压、超温、断偶、断电、自动充氮 |
五、结构特点(详细)
1、双壳体密封
内胆 310S(0Cr25Ni20)+ 外胆 Q345R,夹层通 50 ℃循环水,既降温又防止胶圈老化;
2、反应室(试样舟)
整体镍基合金 601 机加工,端盖采用金属 O -ring + 氟醚胶双重密封,可耐 600 ℃、≥99 % CO;
3、加热元件
炉丝材质 0Cr27Al7Mo2,表面涂覆高温抗氧化釉,分区绕制,单段断丝仍可维持恒温;
4、保温层
1600 型多晶氧化铝纤维,厚度 250 mm,热面 ≤900 ℃,外壳 ≤45 ℃;
5、配气系统
进口布琅轲锶特(Bronkhorst)质量流量控制器,CO/N? 自动切换,具备回火防止阀、单向阀、火焰捕集器;
6、尾气处理柜
催化床 400 ℃,将 CO→CO?,后级活性炭吸附残余 CO? 与粉尘,排放口含 CO 在线红外监测;
7、安全与消防
顶部防爆膜 0.05 MPa 破裂,侧壁设 3 只 CO 探头 ≥50 ppm 声光报警,联动排风、切断气源、自动充氮;
8、数据采集
记录温度、压力、流量、CO 浓度、质量损失曲线,可导出 Excel/CSV,支持局域网远程监控。
六、易损件与更换周期(参考)
| 名称 | 材质/型号 | 寿命 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 炉丝 | 0Cr27Al7Mo2 | ≥1000 h(500 ℃段) | 2 套随炉附送 |
| 氟醚 O-ring | FFKM Kalrez 6375 | 6–12 月 | 高温 CO 专用 |
| 催化床载体 | Al₂O₃ 蜂窝 | 2000 h | 活性下降后返厂再生 |
| CO 探头传感器 | ECD 电化学 | 18 个月 | 到期需校准或更换 |
| 纤维保温内衬 | 1600 型多晶 | 5 年 | 出现粉化 ≥5 mm 需挖补 |
抗一氧化碳实验炉
一氧化碳(CO)中耐火材料解体试验的关键设备是抗一氧化碳实验炉,也称CO崩解炉。该设备用于评估耐火材料在一氧化碳气氛下的抗崩解性能,核心功能是在高温、CO气氛条件下对试样进行加速老化测试,并记录其结构变化或质量损失。
核心设备组成:
加热炉体:可在500°C左右稳定运行,具备均温区温控精度±10°C;
反应管/室:气密设计,不与CO反应,配有进出气口、试样支撑装置;
气氛控制系统:包括CO气源、氮气保护、干燥塔、洗涤塔、流量计、压力控制装置;
温控系统:含程序升温、保温控制、热电偶测温与记录;
安全系统:CO泄漏报警、事故报警、通风联锁装置;
数据记录系统:温度、时间、气氛状态实时记录,可打印或导出。
参考标准:
ASTM C288-20《耐火材料在一氧化碳气氛中的崩解的标准试验方法》;
GB/T 29650-2013《耐火材料 抗一氧化碳性试验方法》;
ISO 12676:2000《耐火制品 耐一氧化碳性的测定》。
实际设备示例:
KCO-01型抗一氧化碳实验炉,符合ASTM C288标准,具备全自动控制、CO气氛稳定、安全报警等功能,适用于科研和质量检测
耐火材料抗一氧化碳性试验方法
《耐火材料抗一氧化碳性试验方法》(标准号:GB/T 29650-2013)是2013年9月6日中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会发布的国家标准
