CO disintegration furnace:CO崩解炉

抗CO崩解能力是耐火材料在含有一氧化碳（CO）气氛中，抵抗因碳沉积导致结构疏松、开裂甚至崩解的能力。

抗CO侵蚀性（carbon monoxide resistance）是指耐火材料在CO气氛中抵抗开裂或崩解的能力，主要发生于400-600℃环境中。CO分解产生的游离碳沉积于材料内部含铁成分周围，导致结构崩解，是高炉炉身430-600℃区域衬体损坏的关键因素。降低材料的显气孔率及氢化铁含量可有效提升其抗CO侵蚀性能。

CO侵蚀使耐火制品开裂和组织结构疏松,是高炉炉衬损毁的重要因素之一。降低耐火制品的显气孔率及氢化铁含量,可以增强其抵抗CO的侵蚀能力。测定抗CO侵蚀的方法,只能做相对的比较。

一、机理

在400–600℃温度区间，CO会发生布杜阿尔反应（Boudouard reaction）：

2CO→CO2+C↓

生成的固态碳在材料孔隙或晶界处沉积，产生体积膨胀和应力，最终导致材料开裂、剥落或粉化。铁及其氧化物（如Fe2O3、Fe3O3）是该反应的强催化剂，会显著加剧侵蚀过程.

二、测试方法

常用的标准试验方法包括:

1）、ASTM C288-20:将干燥试样在氮气保护下加热至495–505℃,然后通入≥95% CO气体,保持一定时间后检查试样状态,评估其崩解程度。

2）、GB/T 29650-2013:中国国家标准,也用于测定耐火材料的抗CO侵蚀性能。

试验中,将试样状态分为四类:未受影响、表面爆裂、开裂、毁坏。

三、影响因素

铁氧化物含量:含量越高,催化碳沉积越严重,抗CO侵蚀性越差。

显气孔率:气孔率越高,CO渗透越充分,侵蚀越严重。

材料致密度与结构:致密、均匀的结构有助于提高抗侵蚀能力。

抗CO侵蚀性实验仪器：抗CO崩解能力试验炉

该CO崩解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。

STR KCO-1  CO 崩解炉是依据 ASTM C288、GB/T 29650 等行业标准设计的专用试验设备，用于评估耐火材料在一氧化碳气氛中的抗崩解性能。设备通过模拟高温 CO 气氛对耐火材料试样进行加速老化，并测定其结构破坏或质量损失，为冶金、石化、煤化工等行业的炉衬选材、工艺优化及新材料研发提供关键数据支持。

STR KCO-1 CO崩解炉主要依据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。

二、用途

耐火材料 CO 崩解性能测试
高温气氛下材料稳定性评估
材料研发、质量检测、失效分析
教学与科研单位材料研究实验

三、工作原理

设备通过加热系统将试样置于高温环境（通常为 500℃），并持续通入干燥、纯净的 CO 气体，模拟工业炉中含 CO 气氛对耐火材料的侵蚀作用。在规定时间内，观察并记录试样的结构变化、质量损失或崩解程度，评估其抗 CO 性能。

四、主要技术参数

设备名称	CO崩解炉
设备型号	STR KCO-1
炉膛温度	室温 ~ 600℃
控温精度	±5℃
炉膛尺寸	φ450×800
均温区长度	≥150mm
CO 气体浓度	≥99.5%（干燥）
气体流量范围	0.5 ~ 5 L/min（可调）
试样尺寸	标准砖样或 Φ50×50mm 圆柱体
控制方式	PID 智能程序控制
电源	AC220V / 50Hz / 3kW
安全等级	具备 CO 泄漏报警、泄爆、通风联锁

五、结构特点

炉体结构
双层不锈钢壳体，中间填充陶瓷纤维保温层，确保炉壳温度低于 60℃；
炉膛采用高纯刚玉管或耐高温合金管，耐腐蚀、抗 CO 渗透；
水平或立式结构可选，便于装卸试样。
加热系统
采用 Fe-Cr-Al 高温电阻丝或硅碳棒加热，升温快、寿命长；
加热元件独立可拆，便于更换和维护；
多段加热设计，确保均温区稳定。
气氛控制系统
CO 气源经减压阀、干燥塔、流量计后进入炉膛；
出气口设洗涤塔（碱液吸收），防止 CO 直排；
可选配气体混合系统，实现 CO/N? 比例可调。
温控与记录系统
采用 PID 智能温控仪，支持多段程序升温、恒温；
热电偶：K 型或 S 型，精度 ±1℃；
数据可导出（USB 或 RS485 接口），支持上位机监控。
安全系统
CO 泄漏报警器，声光报警并自动切断气源；
炉体顶部设泄爆口，防止压力过高；
强制排风系统与炉温联锁，超温自动断电；
所有电气元件防爆等级不低于 Ex d IIB T4。

六、易损件清单

可选配置(非标定制)

自动进出样系统(电动推杆)

多工位旋转试样架(一次测 3~6 个样)

数据远程监控模块(Wi-Fi / 4G)

尾气在线分析仪(CO/CO?/O?)

炉膛内窥镜(可视化观察试样变化)

使用注意事项

加热元件使用注意

初次使用应分段升温,避免热震损坏;

禁止在炉膛未密闭或气体未通入前升温;

长期停用后再次使用,需检查加热丝是否氧化、断裂;

不得超温运行(>600℃),以免缩短寿命。

CO 气氛操作

使用前检查所有接头密封性,严禁泄漏;

操作区域必须通风良好,配备 CO 报警器;

实验结束后,先通 N2 吹扫 10 分钟以上,再降温;

严禁在炉温高于 200℃时打开炉盖。

日常维护

每次实验后清理炉膛残留物,防止腐蚀;

每月校准温控仪与热电偶;

每季度检查电气接线、接地、防爆装置;

每年进行一次整机安全检查与保养。

测试过程

将装有干燥试样的直径460mm、长914mm的加热室,在氮气氛下加热到495-505℃,试样达到试验温度后,通入CO气体改变加热室内气氛,使其至少含有95%的CO,按选定的定时间通气后,检查一次试样、在每次检查之前,用高速氮气流穿过加热室,以彻底冲除CO,在冷却期间,保持氮的低速气流。如一组试样中的半数试样,在任一周期的末届号现全崩解时,则该组试验结束。

英国《抗CO的测定方法》(BS1902:3.0)规定以2块长70mm、宽50mm、厚50mm的棱柱体,或直径50mm、高7mm的圆柱体为一组试样+分别从两块制品上切取,其中一块从制品的内部切取,另一块要有制品一个原表面。试样放入架在加热炉内一端封闭的耐热玻璃管中,加热到450℃保温,通入CO气体,流量为2L/h,从加热炉的3个窗口,随时观察试样的变化情况。连续通气时间,至少不得少于200h,若在此时间内,试样若发生损坏,则试验结束。

美国《耐火材料在CO气氛中崩解试验方法》(ASTMC288)规定,以1小块长228mm、横截面为65 mm×65mm或76mm×75mm的试样为一组,分别从10块制品上切取,尽量保留其原砖表面。