高温荷重软化测定仪:耐火材料荷重软化温度试验炉

一、简介

赛特瑞高温荷重软化测定仪用于测定耐火材料在 0.2 MPa 恒定荷重下,随温度升高而产生 0.6 %～4 % 压缩变形所对应的“荷重软化温度”(RUL)。该指标直接反映材料在高温服役时的“结构坍塌”临界点,是耐火材料研发、质控、工艺优化及窑炉选型的核心数据。

二、遵循标准

GB/T 5988-2021《耐火材料 荷重软化温度试验方法(示差-升温法)》

YB/T 370-2016《耐火制品荷重软化温度试验方法》

ISO 1893:2019《Refractory products — Determination of refractoriness-under-load》

ASTM C16-21《Standard Test Method for Load Testing Refractory Brick at High Temperatures》

DIN EN 993-8:2019

三、用途

定型制品:高铝砖、镁碳砖、刚玉砖、硅砖、锆刚玉、轻质隔热砖等

不定形材料:低水泥、超低水泥、自流、喷涂料、预制件

新材质开发:纳米结合、非氧化物、多孔陶瓷、纤维复合

工艺/原料比对:结合剂、粒度级配、烧成制度优化

窑炉设计:为关键部位(热点区、拱顶、风口)提供安全温度上限

四、原理

将 直径50 mm×50 mm(或 36 mm×50 mm)圆柱试样置于竖式钼丝炉均温带,施加 0.2 MPa 压缩应力并以 5 ℃/min 匀速升温;激光/光栅位移传感器实时采集试样高度变化,计算机绘制“温度-变形”曲线。当变形量达到 0.6 % 时对应的温度为“开始软化温度”(T0.6),4 % 时为“4 % 变形温度”(T4),试验结束。氩气保护防止钼丝氧化,循环水冷保证传感器≤45 ℃。

六、可增选配置

高温显微镜(1450 ℃)同步观察试样表面裂纹扩展

声发射(AE)模块,捕捉微开裂信号

质谱接口(RGA),实时分析逸出气体

闭环制冷机(风冷,无需外接自来水)

自动送样/取样机器人(双样品,无人值守)

LIMS 数据对接,支持 ASTM E2070 协议

钼丝表面镀 La2O3-Y2O3 复合涂层,寿命提升 30 %

第二测温通道(红外比色 1000-2000 ℃)

0.1 MPa-0.5 MPa 阶梯加载模块(研究用)

手机 APP 远程监控(4G/以太网)

七、结构特点(详细)

主机框架

上横梁、大箱体、两根 ?60 mm 空心 45# 钢立柱组成“封闭式框形结构”,经有限元优化,满载变形<0.02 mm;表面镀镍防锈。

加荷系统

加荷杆:99 刚玉管 ?12 mm,热膨胀系数 8×10-7/℃,高温挠度<0.01 mm;上端为 ?50 mm 刚玉压头。

砝码托盘:304L 不锈钢,砝码为镀镍铸铁(每块 1.96 kg,对应 0.05 MPa),可组合至 1.0 MPa。

滑轮组:铝合金镀陶瓷轴承,摩擦系数<0.005,保证恒载波动<±0.3 %。

加热炉

炉壳:双层 1Cr18Ni9Ti,中间通水冷却,外壁温升≤35 ℃。

发热体:竖式 6 段钼丝绕制,等螺距,热端均匀;炉衬采用 1800 型多晶纤维模块,热容小,升温速率 5 ℃/min 过冲<1 ℃。

 升降机构:平衡砣重量=炉体+炉衬+附件,单手 5 N 力即可升降;上下极限光电+机械双限位。

冷却系统

炉两端设置铜质冷却套,串联后接入外循环;进出水反方向设计,确保温差<3 ℃;配置 0.2 MPa 水压开关,断水报警并切断加热。

温控系统

欧陆 3204 程序表 64 段 PID,RS485 通讯;PID 自整定,过冲≤0.5 ℃;控温与记录双通道独立,防止共因失效。

变形测量

标准型:防震百分表 0-10 mm,0.01 mm 分辨率,磁力表座可 360° 旋转。

科研型:德国 HEIDENHAIN 光栅尺,非接触,0.1 μm 分辨率,自带温度补偿。

 激光型:Keysight 激光干涉仪,0.05 μm 分辨率,可测蠕变速率 10-7 s-1。

气氛系统

氩气入口配置浮子流量计+电磁阀,炉内压力 0.005-0.02 MPa;出口设置防回火水封。

预留 1/4'' VCR 接口,可切换 N2/Ar/H2 混合气。

安全系统

超温保护:独立温控开关 1850 ℃ 切断主回路。

过流、短路、缺相、可控硅击穿检测。

炉门开启断电、炉体未到位禁止加热、急停按钮。

 软件互锁:变形量>5 % 或加载异常自动停温并记录日志。

八、标准配置(单台)

主机(含框架、加荷、升降、水冷炉壳) 1 套

钼丝发热体(已预装) 1 套

刚玉上压头、下垫片、中心定位环 ?50 mm 各 1

双铂铑热电偶 B 型(已校准) 2 支

欧陆 3204 温控表(含通讯线) 1 套

百分表 0-10 mm/0.01 mm + 磁力表座 1 套

镀镍铸铁砝码 0.05-0.2 MPa 1 套

氩气浮子流量计+电磁阀 1 套

冷却水软管 5 m + 快速接头 1 套

中文/英文操作软件 U 盘 1 份

第三方计量证书 1 份

工具包(内六角、刚玉砂纸、钼丝接头扳手) 1 套

说明书、合格证、保修卡 各 1 份

九、易损件与寿命

钼丝发热体:1700 ℃ 连续使用 120-150 炉次;1800 ℃ 80-100 炉次(氩气纯度≥99.99 %,露点≤-60 ℃)。

刚玉压头/垫片:平均 60-80 次,出现裂纹或剥落即更换。

双铂铑热电偶:≥6 个月或 200 炉次,超差±5 ℃ 更换。

多晶纤维炉衬:3 年或 500 炉次,出现收缩裂缝>2 mm 修补。

百分表测量头:1 年,磨损造成回零误差>0.02 mm 更换。

(以上寿命基于每天 2 炉、5 ℃/min 升温、正确冷却的前提)

十、售后质保

整机 1 年免费保修(钼丝、刚玉、热电偶等消耗品除外);

钼丝首次断裂 15 天内免费更换;

终身提供技术支持,软件免费升级;

接到报修 2 h 响应,视频/远程 24 h 解决,需现场 72 h 到达(国内);

 第二年起可选“年度维保包”含 2 次上门巡检、1 次钼丝更换、1 次计量复检。

十一、包装运输

小件(<30 kg):双层真空铝箔袋+防震泡沫+免熏蒸胶合板箱,符合 ISPM15。

 大件:拉伸膜+珍珠棉+5 层瓦楞纸板+角铁护棱,顶部防雨篷布,外侧贴“易碎”、“向上”、“防潮”标识。

运输标识:重心线、起吊点、叉车位;随箱放装箱单、验收清单、倾斜指示器(>60° 变色)。

国内默认德邦/顺丰大件,保价 100 %;出口默认 CIF,木箱熏蒸并提供熏蒸证明。

十二、使用注意事项(含加热元件)

钼丝必须在氩气保护下使用,升温前通气≥10 min,流量 1-2 L/min;降温至 300 ℃ 后方可停气。

严禁在 400 ℃ 以上打开炉体,否则钼丝瞬间氧化报废。

冷却水必须先行开启并确认 0.2 MPa 以上,水压开关绿灯亮方可送电。

刚玉件需轻拿轻放,安装前用 800# 砂纸打磨毛刺,防止点应力。

百分表测量头须与加荷杆端面垂直,预压 0.2 mm 左右,避免高温滑动擦伤。

炉体升降时两侧同步,禁止单侧受力,防止钼丝匝间短路。

试验结束自然冷却至 800 ℃ 以下再提升炉体,避免热震碎裂。

每 10 炉次检查钼丝张力,发现下垂>5 mm 需重新拉紧。

热电偶必须插入炉膛几何中心,每次试验前比对标准偶,偏差>±3 ℃ 须更换。

长期不用时,炉内保持微正压氩气,防止钼丝吸潮氧化。

十三、操作方法(快速流程)

开机前检查

a) 冷却水、氩气、电源、接地。

b) 钼丝无断裂、炉膛清洁、刚玉件无裂纹。

装样

a) 将 ?50×50 mm 试样置于下垫片中心,上压头轻放。

b) 加荷杆下降,使压头与试样接触,百分表预压 0.2 mm,清零。

加载

a) 按面积计算砝码:0.2 MPa×π×(25 mm)2=392 N → 挂 20 kg 砝码盘。

气氛

a) 通氩气 1.5 L/min,炉内出口气泡 1-2 个/秒。

编程

a) 温控表设定:室温→1000 ℃ @10 ℃/min,1000→1700 ℃ @5 ℃/min,结束 1700 ℃ 保温 0 min。

启动

a) 依次开启“冷却水→氩气→温控→记录软件”,确认绿灯。

试验

a) 软件实时绘制 T-ΔL 曲线,自动标注 T0.6、T4;变形>4 % 或温度达 1700 ℃ 自动停炉。

结束

a) 程序结束→切断加热→维持氩气→炉温<300 ℃ 停气→提升炉体→取出试样→关闭冷却水。

数据处理

a) 软件自动生成 PDF 报告(含 T0.6、T4、升温曲线、设备编号、操作员签名)。

维护

a) 清理炉膛脱落颗粒,检查钼丝,填写使用记录。