全自动成像耐火度试验炉技术方案

文件编号:STR-NHD-1800-IMG-20250605

版本:V1.0

发布日期:2025-06-05

1. 设备名称与型号

中文:全自动成像耐火度试验炉

英文:Automatic Image-Recording Refractoriness Testing Furnace

型号:STR-NHD-1800-IMG(1700 ℃ 标配 / 1800 ℃ 加配)

2. 执行标准

GB/T 7322-2017《耐火材料 耐火度试验方法》

ISO 528《Refractory products — Determination of pyrometric cone equivalent (PCE)》

JJG 141 工作用铂铑热电偶检定规程

3. 用途

用于测定耐火原料、制品及陶瓷、玻璃等无机非金属材料在 50-1800 ℃ 范围内的“耐火度”(PCE 值)。设备通过工业 CCD 实时成像,自动识别试锥弯倒瞬间并记录对应温度,完全替代人工观测,满足质检、研发、仲裁试验需求。

4. 工作原理

将试样与标准测温锥制成截头三角锥,安放在可旋转刚玉锥台;

炉膛按设定升温曲线(通常 2.5 ℃/min)匀速升温;

≥1100 ℃ 时 CCD 开始每 1 ℃ 采集一帧图像;

机器视觉算法实时计算锥尖-底盘距离,弯倒阈值 ≤0.3 mm 即判定弯倒;

自动记录弯倒温度,生成含图像、曲线、判定结果的报告;

全部试样弯倒后自动停机并进入冷却模式。

5. 主要技术参数

6. 结构特点(模块化)

升降旋转锥台:伺服电机+刚玉棒,升降行程 120 mm,旋转定位编码器 3600 p/r;

三维动态成像:CCD 可前后调焦 100 mm-∞,放大 0-40×,景深 30 mm;

自动滤光:电机驱动红外截止片,>1200 ℃ 自动切入,防止过曝;

插拔式硅钼棒:单侧端子引出,10 min 内可单根更换;

双观测窗:主摄+辅光,确保背光均匀,消除阴影误判;

软件:

向导式试验流程;

图像回放、逐帧对比;

标准锥数据库(PCE 19-42)自动比对;

权限管理(密码),符合实验室认证要求。

7. 标准配置

8. 易损件与寿命

9. 售后质保

整机 12 个月;

加热元件、热电偶质保 6 个月;

终身技术支持,软件免费升级;

现场安装调试 + 培训 2 人天;

质保期外仅收成本费,10 年备件保障。

10. 包装运输

木箱封闭,内部防震泡沫,外部缠绕膜;

运输允许温度 -20-+60 ℃,相对湿度 ≤85 %RH;

吊装位置贴“重心”“向上”标识,严禁倒置。

11. 使用环境

室内 5-40 ℃,无导电粉尘,无易燃易爆气体;

地面平整,承重 ≥800 kg;

排风管道 φ100 mm 建议接室外,风速 3-5 m/s。

12. 使用注意事项(关键)

400-700 ℃ 为硅钼棒脆性区,严禁振动或快冷;

首次烘炉须 ≤5 ℃/min 至 300 ℃ 保温 2 h;

成像窗口每 10 次试验后用无水乙醇擦拭,防止积尘误判;

程序运行时禁止强制断电,UPS 建议 ≥3 kVA;

试验结束 1000 ℃ 以下方可打开排风阀,600 ℃ 以下可半开门。

13. 标准操作流程(SOP 摘要)

制样→干燥→编号→输入 PC;

装锥→升降台自动定位→关闭炉门→二次确认;

选择标准升温曲线(GB/T 7322 默认 2.5 ℃/min);

启动→系统自动成像→自动判定→自动停机;

取出试样→报告自动保存→USB 导出 PDF;

关机→填写《设备使用记录》。

14. 强制性警示

本设备为 1800 ℃ 级超高温强电系统,所有操作与维护必须由经培训并考核合格的专业人员进行。任何未经授权的改动或误操作可能导致设备损毁、火灾或人身伤害。

耐火材料耐火度试验介绍与试验目的

一、试验介绍

定义

耐火度是耐火材料在无荷重条件下抵抗高温作用而不软化的“最高温度”。它并非真正的熔点,而是材料达到某一特定软化程度(工业上统一规定为试锥顶部弯倒至接触底盘)时的等效温度,用标准测温锥的“锥号”表示。

原理与装置

将受检材料制成尺寸 8 mm(底边)×30 mm(高) 的截头三角试锥,与一组已知耐火度的标准锥同置于锥台;

按 GB/T 7322-2007(等同 ISO 528)规定以 (2.5±0.2) ℃/min 匀速升温;

通过观测窗或工业 CCD 实时记录锥体形态;当试锥弯倒恰好接触底盘时,与其同时弯倒的标准锥所标温度即为该材料的耐火度。

试验设备主要组成

1800 ℃ 级管式或箱式电炉(硅钼棒加热);

自动旋转升降锥台(1–3 r/min);

成像系统(1000 万像素 CCD,每 1 ℃ 采集一帧);

双 B 型热电偶控温+监控;

机器视觉软件自动判定弯倒并输出报告。

二、试验目的

质量分级与合格判定

国际惯例规定耐火度 ≥1500 ℃ 的无机非金属材料才称得上“耐火材料”。通过试验把产品划分为普通、高级、特级耐火材料,是出厂检验的必检项目。

工艺控制

监测原料纯度、杂质(Fe2O3、Na2O、K2O 等)波动对耐火度的影响,指导配料、烧结温度设定。

选材与安全

为高炉、转炉、玻璃窑、水泥回转窑等选用内衬提供依据;防止因耐火度不足出现软化坍塌、穿炉等安全事故。

研发支持

快速评价新配方、新结合剂、超细粉、添加剂对高温软化的改善效果,缩短开发周期。

贸易仲裁

当供需双方对产品质量有争议时,以耐火度试验结果作为仲裁依据。

三、小结

耐火度试验是耐火材料“高温身份证”的核心检测手段,具有标准化、可视化和可追溯的特点;全自动成像技术的引入,使判定由人眼升级为机器视觉,重复误差 ≤1 ℃,为质量、研发和安全提供了更可靠的数据平台。