本发明专利技术涉及一种耐火材料高温抗热震性的测试装置及其使用方法。该装置结构是：支架(8)的后半部安装有低温加热炉(11)和高温加热炉(18)，支架(8)的前半部装有纵向运动台车(25)，装有试样夹持器(26)的横向运动台车(6)设置在纵向运动台车(25)上；支架(8)的前端上方分别装有鼓风机(2)、摄像头(5)和红外测温仪(27)。该装置的使用方法是：将试样(4)先后送入低温加热炉(11)和高温加热炉(18)保温，然后将试样(4)风冷至低温加热炉(11)炉温，试样(4)在两个温度区间内反复进行加热和冷却，若全部试样的受测面破损率为50±5％、或测试次数达到设定值时则测试结束。本发明专利技术具有自动化程度高、测试结果准确和测试效率高的特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于耐火材料的测试装置，具体涉及一种。
技术介绍
耐火材料在使用过程中往往会受到急冷急热的作用，在这种情况下，耐火材料的内部就会产生热应力，当热应力大于耐火材料的内部结合强度时，就会对耐火材料造成损坏，这种损坏的表现形式主要以开裂和剥落为主。热震损坏是决定耐火材料使用寿命的重要因素之一，新型高热震性耐火材料的开发和工程用耐火材料都需要对其热震稳定性进行评价，故热震稳定性是耐火材料的一项重要性能指标。目前，对耐火材料的热震稳定性进行评价主要有两种方式一种是水急冷法；另一种是空气急冷法，这两种方法又以水急冷法为主。水急冷法测试的条件是把试样迅速推进1100士 10°C并保温15min后的加热炉内，此过程中要求加热炉的温度降低不超过50°C， 且在5min内能够恢复到1100°C，试样在此条件下保持20min。届时从加热炉内取出试样， 将其热端快速浸入到5 35 °C流动的水中，浸入的深度要保证在50 士 5mm，距离水槽底部不小于20mm，在急冷过程中要保证流动水的温升小于10°C。试样在水槽中急冷3min取出，在空气中放置不少于5min。观察试样表面，当试样受测面破损率小于45%时，重复急热急冷的步骤，直至试样的受热面的面积破损率达到50士5%，记录急冷急热循环的次数，作为评价耐火材料热震稳定性的指标。上述的热震试验条件过分苛刻，并且不能真实的反映耐火材料实际使用时的抗热震情况，对材料的真实性能不能完全准确的反映，不能为改进材料性能提供准确的信息。例如硅砖，用上述方法无法评价其热震性，硅砖从常温快速进入高温炉后立即爆裂损坏，但实际使用证明，硅砖在850°C 1600°C具有极好的热震性，上述方法无法识别各种材料在何种温度区间可能具有好的热震性。另外，上述检测所用的设备都是人工控制进行的，存在以下缺点一是炉门开启时，炉内温度向外辐射，人工操作环境差；二是人工控制急热、急冷和空气中放置的时间，由于循环次数多，操作人员容易疲劳，每个时间段都易造成时间控制不准，忘时、延时的情况时有发生，直接影响结果的准确性；三是由于试验是简单重复循环试验，试验的时间长；四是人工对试样试验面的破损率进行判别，误差较大。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术的缺陷，目的是提供一种自动化程度高、测试效率高和测试结果准确的耐火材料高温抗热震性的测试装置及其测试方法。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是在支架的后半部并排安装有低温加热炉和高温加热炉，在支架的前半部设有两条纵向滑轨，两条纵向滑轨上装有纵向运动台车，纵向运动台车上设有两条横向滑轨，两条横向滑轨上装有横向运动台车，横向运动台车上安装有试样夹持器；在试样夹持器的上方，分别设置有鼓风机、摄像头和红外测温仪，鼓风机、摄像头和红外测温仪)通过各自的安装架分别固定在横向运动台车上。低温加热炉内装有低温炉发热体和低温炉热电偶，低温炉发热体与低温炉电源装置连接，低温加热炉的低温炉炉门两侧分别装有低温炉炉门气缸，两个低温炉炉门气缸的固定端分别铰接在低温炉炉门下方的支架上，两个低温炉炉门气缸的伸缩端分别与低温炉炉门两侧铰接。高温加热炉内装有高温炉发热体和高温炉热电偶，高温炉发热体与高温炉电源装置连接，高温加热炉的高温炉炉门两侧分别装有高温炉炉门气缸，两个高温炉炉门气缸的固定端分别铰接在高温炉炉门下方的支架上，两个高温炉炉门气缸的伸缩端分别与高温炉炉门两侧铰接。纵向运动气缸固定端铰接在支架的前端，纵向运动气缸的伸缩端与纵向运动台车铰接；横向运动气缸固定端铰接在纵向运动台车的一侧，横向运动气缸的伸缩端与横向运动台车铰接。试样夹持器的一端铰接在横向运动台车上的靠近支架后半部的一侧，试样夹持器的另一端与夹持器气缸的伸缩端铰接，夹持器气缸的固定端铰接在横向运动台车上的靠近支架前半部的一侧。气源通过气管与电磁阀阀块的阀口 A连接，电磁阀阀块的阀口 C、D分别通过气管与纵向运动气缸的两气孔连接，电磁阀阀块的阀口 E、F分别通过气管与夹持器气缸的两气孔连接，电磁阀阀块的阀口 G通过气管与两个低温炉炉门气缸的进气孔并联连接，电磁阀阀块的阀口 H通过气管与两个低温炉炉门气缸的排气孔并联连接，电磁阀阀块的阀口 I通过气管与两个高温炉炉门气缸的进气孔并联连接，电磁阀阀块的阀口 J通过气管与两个高温炉炉门气缸的排气孔并联连接，电磁阀阀块的阀口 K、L分别通过气管与横向运动气缸的两个气孔连接，电磁阀阀块的阀口 M与大气相通；计算机通过电缆与电磁阀阀块的控制端B 连接。计算机通过控制器与电源控制开关连接，电源控制开关与摄像头连接，摄像头的信号线与计算机连接；低温炉热电偶和高温炉热电偶分别与计算机内的温度采集板连接， 低温炉电源装置和高温炉电源装置分别与计算机内的电源程序控制板连接，红外测温仪与计算机内的温度采集板连接，计算机与显示屏电连接，计算机内装有测试控制软件。上述技术方案中气源的压力为0. 1 IMPa ；低温加热炉的升温速率为0. 5 15°C /min,试验温度为800 1300°C，加热至试验温度后恒温至试验结束；高温加热炉的的温速率为0. 5 10°C /min，试验温度为1350 1700°C，加热至试验温度后恒温至试验结束；低温炉发热体和高温炉发热体为碳化硅棒、二硅化钼棒、铬酸镧棒、耐高温金属丝、耐高温金属带中的一种；试样夹持器的外形尺寸与低温炉炉门和高温炉炉门相同；试样夹持器设置有3 5个试样的夹持位，相邻的夹持位间设有厚度为10 20mm的隔热材料，其余为轻质材料填充。上述技术方案中测试控制软件的主流程是S-I、程序初始化；6S-2、参数设定低温加热炉的升温速率为0. 5 15°C /min，试验温度为800 1300°C，加热至试验温度后恒温至试验结束；试样在低温加热炉的保温时间为20分钟；高温加热炉的升温速率为0. 5 10°C /min，试验温度为1350 1700°C，加热至试验温度后恒温至试验结束；试样在高温加热炉的保温时间为20分钟；S-3、检查S-2设定的参数正确否？若正确，则进行下一步；否则，返回S-2 ；S-4、待测试样安装到试样夹持器后，打开气源、控制器和电源控制开关；S-5、摄像头采集每块试样受测面的原始图像，计算其面积，存储；S-6、开启电磁阀阀块的阀口 E，同时开启电磁阀阀块的阀口 H ；S-7、开启电磁阀阀块的阀口 C ；S-8、开始试验？若开始，则执行S-9 ；否则，返回S-I ；S-9、低温加热炉和高温加热炉按照S-2设定的升温速率升温至设定的试验温度， 保温；S-10、开启电磁阀阀块的阀口 D ；S-11、开启电磁阀阀块的阀口 G，同时开启电磁阀阀块的阀口 L ；S-12、开启电磁阀阀块的阀口 J，开启电磁阀阀块的阀口 C ；S-13、到设定的保温时间，执行S-14 ；S-14、开启电磁阀阀块的阀口 D ；S-15、开启电磁阀阀块的阀口 I，开启电磁阀阀块的阀口 F ；S-16、开启鼓风机，红外测温仪测量试样的受测面表面温度；冷却至低温加热炉的试验温度，关闭鼓风机；S-17、摄像头采集每块试样受测面的图像，计算其面积，与摄像头采集的每块试样受测面的原始图像进行比较；S-18、若全部试样的受测面破损率小于45%时，执行S_19 ；若全部试样的受测本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种耐火材料高温抗热震性的测试装置，其特征在于：在支架（８）的后半部并排安装有低温加热炉（１１）和高温加热炉（１８），在支架（８）的前半部设有两条纵向滑轨（７），两条纵向滑轨（７）上装有纵向运动台车（２５），纵向运动台车（２５）上设有两条横向滑轨（２３），两条横向滑轨（２３）上装有横向运动台车（６），横向运动台车（６）上安装有试样夹持器（２６）；在试样夹持器（２６）的上方，分别设置有鼓风机（２）、摄像头（５）和红外测温仪（２７），鼓风机（２）、摄像头（５）和红外测温仪（２７）通过各自的安装架分别固定在横向运动台车（６）上；低温加热炉（１１）内装有低温炉发热体（１２）和低温炉热电偶（１３），低温炉发热体（１２）与低温炉电源装置（１４）连接，低温加热炉（１１）的低温炉炉门（１０）两侧分别装有低温炉炉门气缸（９），两个低温炉炉门气缸（９）的固定端分别铰接在低温炉炉门（１０）下方的支架（８）上，两个低温炉炉门气缸（９）的伸缩端分别与低温炉炉门（１０）的两侧铰接；高温加热炉（１８）内装有高温炉发热体（１７）和高温炉热电偶（１６），高温炉发热体（１７）与高温炉电源装置（１５）连接，高温加热炉（１８）的高温炉炉门（２０）两侧分别装有高温炉炉门气缸（１９），两个高温炉炉门气缸（１９）的固定端分别铰接在高温炉炉门（２０）下方的支架（８）上，两个高温炉炉门气缸（１９）的伸缩端分别与高温炉炉门（２０）的两侧铰接；纵向运动气缸（２４）固定端铰接在支架（８）的前端，纵向运动气缸（２４）的伸缩端与纵向运动台车（２５）铰接；横向运动气缸（３）固定端铰接在纵向运动台车（２５）的一侧，横向运动气缸（３）的伸缩端与横向运动台车（６）铰接；试样夹持器（２６）的一端铰接在横向运动台车（６）上的靠近支架（８）后半部的一侧，试样夹持器（２６）的另一端与夹持器气缸（１）的伸缩端铰接，夹持器气缸（１）的固定端铰接在横向运动台车（６）上的靠近支架（８）前半部的一侧；气源（２１）通过气管与电磁阀阀块（２２）的阀口Ａ连接，电磁阀阀块（２２）的阀口Ｃ、Ｄ分别通过气管与纵向运动气缸（２４）的两气孔连接，电磁阀阀块（２２）的阀口Ｅ、Ｆ分别通过气管与夹持器气缸（１）的两气孔连接，电磁阀阀块（２２）的阀口Ｇ通过气管与两个低温炉炉门气缸（９）的进气孔并联连接，电磁阀阀块（２２）的阀口Ｈ通过气管与两个低温炉炉门气缸（９）的排气孔并联连接，电磁阀阀块（２２）的阀口Ｉ通过气管与两个高温炉炉门气缸（１９）的进气孔并联连接，电磁阀阀块（２２）的阀口Ｊ通过气管与两个高温炉炉门气缸（１９）的排气孔并联连接，电磁阀阀块（２２）的阀口Ｋ、Ｌ分别通过气管与横向运动气缸（３）的两个气孔连接，电磁阀阀块（２２）的阀口Ｍ与大气相通；计算机（２８）通过电缆与电磁阀阀块（２２）的控制端Ｂ连接；计算机（２８）通过控制器（３１）与电源控制开关（３０）连接，电源控制开关（３０）与摄像头（５）连接，摄像头（５）的信号线与计算机（２８）连接；低温炉热电偶（１３）和高温炉热电偶（１６）分别与计算机（２８）内的温度采集板连接，低温炉电源装置（１４）和高温炉电源装置（１５）分别与计算机（２８）内的电源程序控制板连接，红外测温仪（２７）与计算机（２８）内的温度采集板连接，计算机（２８）与显示屏（２９）电连接，计算机（２８）内装有测试控制软件。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：葛山，尹玉成，刘志强，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：83
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