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高温热震炉:耐火材料抗热震性实验方法(水急冷法)

来源:高温马弗炉 | 发布日期:2025-01-09

耐火材料抗热震性实验可采用抗热震性实验电炉,高温热震实验炉又称高温热震炉。有1100高温热震炉、1200度高温热震炉、1400度高温热震炉、1600度高温热震炉。

高温热震炉是一种用于材料测试和研究的设备,主要用于模拟高温环境下材料的热震性能。它能够快速加热和冷却样品,以评估材料在极端温度变化下的物理和化学性质。

1100度低温热震炉物料加载可选用夹具、料台式。1400度高温热震炉物料加载为料台式。冷却方式可选水冷、风冷。

耐火材料抗热震性实验方法(水急冷法)

一、概述
抗热震性测量耐火材料制品在加热至规定温度保温一段时间后,对温度迅速变化所产
生损伤的抗抵性能的一项指标,即材料经受剧烈的温度变化而不破坏的性能称之为抗热震
性能,其大小是以试样在保持不破坏的条件下能够经受的最高温度来表示之。
二、定义
1.抗热震性
thermal shock resistance
耐火材料制品对温度急剧变化所产生破损的抗抵性能。
2.水急冷法
试样经受急热后,以 5~35°C 的流动水作为冷却介质急剧冷却的方法。
三、原理
在规定的试验温度和水冷介质条件下,一定形状和尺寸的试样,经受急冷急热的温度突变后,通过测量其受热端面破损程度来确定耐火材料制品的抗热震性。
炉体结构:炉体由金属壳体、保温材料、炉衬、加热元件及测温元件所组成。炉衬用高级氧化铝制品,保温材料用耐火纤维和轻质砖。
四、仪器设备
1. 采用电加热炉(可选高温热震炉)。炉温满足试样急热过程。
2. 装样区炉温分布均匀,保证试样受热端面任意两点之间的温度不大于 15°C,均温区应足以容纳三块以上试样同时进行试验。
3. 电热偶:采用 S 型热电偶,且一端应封闭。封闭端距试样受热端面保持 10~20mm。(加热元件用硅碳棒,测温元件用 S 型铂铑-10 铂热电偶)。
4. 温度控制仪:1 级。(主要由智能温控仪及专用可控硅电压调整触发板组成)。
5. 流动水槽。至少可容纳三块以上试样同时可以进行急冷并保证流入与流出水槽水的温度不大于 10°C。
6. 试样夹持器可用同时可夹持三块以上试样并能调节试样入炉、放入水深度,机械部分主要由送样机构、试样夹与轨道架及水槽组成。

主要技术指标:

温度:1100°C
炉膛尺寸:350×300×150mm
升温速度:0~10°C/min
使用功率:10KVA/380V
水冷法,一个机械手

五、试样

1. 样品按国家标准取之。
2. 形状尺寸:采用长 200~230mm,宽 100~150mm,厚 50~100mm 直形砖。
3. 试样制备,从每块样品中各切取或磨取一块试样,试样的受热端面为制品的工作面,并作很好标记,不得有因制样而造成的裂纹等缺陷。
六、试验程序
1.试样在 110±5°C 或允许的较高温度下烘干至恒重。(恒量是指相隔一小时的后二次称量之差不大于前次的 0.1%)。
2. 装样:将试样在试样夹持器上,一次最多装 6 块,试样之间的距离不小于 10mm,
但试样不得叠放,要保证试样 50mm 长一段能够经受急热急冷,在试样夹持部分试样之间须用厚度大于 10mm 的隔热材料填充,用方格网测量试样受热端面的方格数。
3. 急热急冷过程:
a. 将加热炉升至 1100±10°C 保温 15 分钟后,迅速将试样移入炉膛内,受热端面距炉门内侧应为 50±5mm,距发热体表面不小于 30mm,用隔热材料及时堵塞试样及炉门间隙。
b. 试样入炉后,炉温降低不大于 50°C,并在 5 分钟内恢复至 1100°C 并保温 20 分钟。
c. 试样急热后迅速将其浸入 5~35°C 的流动的水中 50±5mm 深、距水槽底不小于20mm,调节水流量,使流入与流出水槽的水温不大 10°C。
d. 试样在水槽中急剧冷却 3 分钟后取出,在空气中放置时间不小于 5 分钟,急冷时应关闭炉门,使炉温保持在 1100±10°C 内。
e. 试样反复热交替过程,当试样在空气中保持 5 分钟炉温恢复 1100°C 时即将试样受热端移入炉内,反复进行急热急冷过程直至结束。
七、结果计算及处理
1. 试样受热端面破损率的计算,用方格网直接测量。试验前试样受热端面的方格数 A1和破损后的方格数 A2。

按下列公式计算受热端面破损率: P  = A2/A1* 100%  。

2. 结果处理:
a. 当 P=(50±5)%时称试样受热端面破损一半。
b. 在急冷过程中,试样受热端面破损一半时,该次急热急冷循环作为有效计算。
c. 在试验过程中,试样受热端面受机械磨损或碰撞面破损时,则试验作废。
3
八、试验报告(应包括)
1. 委托部门
2. 试样名称及牌号
3. 试样编号
4. 试验条件,如 1100°C,水冷
5. 报告热震性的单值,若受热端面未破损一半,则需分别报告抗热震性次数及破损率。
6. 试验单位与日期。

7. 试验人员




热震性检测是评估材料在急剧温度变化下抵抗破坏能力的重要方法,广泛应用于耐火材料、陶瓷材料等领域。

水冷法的热震条件最为苛刻,空气急冷法的热震条件居中,自然冷却法的热震条件较为温和。分别适合测试抗热震性好、抗热震性一般和抗热震性差的耐火材料。

热震性检测方法的详细解析。

一、热震性检测方法分类

热震性检测方法主要分为三类:水冷法、风冷法及自然冷却法。

1.水冷法

实验步骤:将试样加热至规定温度并保温一段时间后,迅速浸入冷水中进行急冷,随后取出试样在空气中晾干,重复此过程直至试样破坏或达到预定循环次数。

适用范围:适用于致密且不与水反应的耐火材料。

评价标准:通过测量热震后试样的受热面破损程度、质量损失率、强度损失率等指标来评价其抗热震性能。

2.风冷法

实验步骤:将试样加热至规定温度并保温后,使用压缩空气对试样进行急冷,通过调整压缩空气的流量和压力来控制冷却速率。

适用范围:适用于碱性耐火制品、硅质耐火制品、熔铸耐火制品等,尤其适用于与水作用或热震次数少而难以判定抗热震性优劣的材料。

评价标准:同样依据热震后的破损情况、性能变化等指标进行评价。

3.自然冷却法

实验步骤:将加热至规定温度的试样放置在空气中自然冷却至室温。

适用范围:适用于轻质隔热制品等显气孔率较大的耐火材料。

评价标准:通过测量热震前后的性能变化,如抗折强度、声速损失率等,来评估其抗热震性能。

YB/T376.1-1995耐火制品抗热震性试验方法(水急冷法)、YB/T376.2-1995耐火制品抗热震性试验方法(空气急冷法)和YB4018-91耐火制品抗热震试验方法三个并行标准。

1.YB/T376.1-1995(水急冷法)

①试样尺寸:长×宽×高=(200~230)mm×(100~150)mm×(50~100)mm的直型砖,实际多采用尺寸230mm×114mm×65mm的标准砖。

2加热方式:将试样的一段插入1100℃的电炉内。试样受热面距炉门内侧50mm,距发热体表面不小于30mm。试样入炉后,炉温降低不得大于50℃,并应在5min内恢复1100℃,接着在1100℃保温15min。

③冷却方式:将试样的热端浸入5~35℃的流动水中,深度为(50±5)mm,水冷3min,在空气中晾干5min。如试样未到破损条件,放入炉中继续试验。

④评价标准:试样热端面的面积破损达到一半以上所需热震次数。、

抗热震高铝砖

2.YB/T376.2-1995(空气急冷法)

①试样尺寸:长×宽×高=114mm×64mm×64mm的长方体。

②加热方式:试样放入950℃的电炉内。试样入炉后,炉温降低不得大于50℃,应在5min内恢复950℃,在950℃保温30min并应以一个长面放置,不得叠放。试样与试样、试样与炉壁间距不小于10mm。

③冷却方式

用压缩空气吹5min。压缩空气喷嘴要正对试样喷吹面的对角线交时间5min。压缩空气为室温,不含水滴。喷嘴前压力为0.1MPa,喷嘴距离试样喷吹面中心100mm。

④评价标准:冷却后,以0.3MPa的最大应力对试样弯曲试验。如果试样在0.3MPa弯曲应力的作用下破损,则认为未通过该次热震。如果试样经受住了0.3MPa应力的作用,则认为通过该次热震,试验反复进行,直至试样破损或热震达到预定的次数。

磷酸盐砖

3. YB4018-91耐火制品抗热震试验方法

①试样尺寸:长×宽×高=230mm×114mm×31mm或230mm×65mm×31mm的长方体。

②加热方式:使230mm×31mm的一面受热,以10℃/min的速率加热试样到800℃,再以5℃C/min的速率加热到1000℃,保温30min。

③冷却方式:将试样取出,放在不通风的试样架上,自然冷却。

④评价标准:测定试样经一次热震前后的抗折强度,以强度衰减率判定抗热震性的好坏。


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