CN101144767B - 一种用于检测耐火材料耐火度的高温电炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于检测耐火材料耐火度的高温电炉。在高温电炉的中心设置有旋转和升降机构[1]，其上端固定安装有刚玉棒[2]，刚玉棒[2]的上端位于高温区[7]内，刚玉棒[2]的上端安放有一粘有一小刚玉柱的锥盘[4]，试验锥盘[5]放置在锥盘[4]上；在炉衬[3]内垂直安装有4～16根铬酸镧棒[6]，铬酸镧棒[6]的热端位于高温区[7]内；观察孔[8]的外侧设置有摄像机[9]，摄像机[9]与视频卡连接，视频卡通过计算机[10]与显示器[11]连接；安装在高温区[7]内的热电偶[12]与计算机[10]内的温度采集板连接，计算机[10]内的程序控温系统与电源系统[13]的控制端连接，电源系统[13]的输出端与铬酸镧棒[6]的冷端连接。本发明具有温度均匀、维护量小、环境友好、耗电小、观测方便等特点。

Description

一种用于检测耐火材料耐火度的高温电炉

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域。尤其是涉及一种用于检测耐火材料耐火度的高温电炉。

背景技术

耐火度是耐火材料的一项技术指标。耐火度的检测设备主要是用碳粒炉，也可用燃气炉测定。目前，国内绝大部分单位都使用碳粒炉测定耐火材料的耐火度。

碳粒炉结构简单，主要由变压、调压系统和炉体构成。碳粒炉采用碳粒作为发热体，炉膛用一个具有一定尺寸的镁砂管组成，在镁砂管与镁质高温带之间均匀地填充满碳粒并压实，在炉体的上下两端电极上接上电源，这就构成了碳粒炉。碳粒炉具有升温快、维护方便的优点，如“一种耐火度炉”(CN 200420021828.7)专利技术，但也存在以下缺点：功率约为40Kw，因此能耗大、炉内温度分布不均匀、不仅使碳粒炉的镁砂管易受热应力破裂，同时还影响测量的准确性；采用手动升温，升温参数不能设定，不易控制；镁砂管的经常性破裂需要及时更换，更换过程相当复杂；用碳粒作为发热源，碳粒及碳粉使得操作环境恶化；从炉体上方的观察孔观察试锥与标准锥的弯倒情况很不方便，操作人员不仅要承受高温热气流、高温辐射，眼睛还要在强光条件下观察，对人体特别是眼睛造成伤害。

耐火度的检测一直是耐火材料检测中一件比较艰苦的工作。因而人们对碳粒炉进行了改造，如“自动升降旋转式耐火度测定炉”(CN92210102.5)专利技术，设置有温度控制系统和升降台，采用4根U形硅钼棒作为炉体发热体；炉体中的温度计采用热电偶；炉体内设有保温层，该层耐火材料采用耐火度大于1800℃的轻质耐火材料，其将炉壳密封，炉壳的侧面设有观察孔；恒定摩擦力的传动机构。该专利技术虽实现了自动升温控制、自动升降和旋转、密封性好、加热均匀、节省能源、劳动条件得到改善，但还存在以下问题：试锥弯倒情况观察环境仍很恶劣。在高温及强光条件下，用肉眼观察不仅需要承受高温热气流、高温环境外，还要承受试锥周围近1800℃的强光辐射，这样对人的身体特别是眼睛造成很大伤害；另外，硅钼棒本身在空气中可使用的最高温度为1710℃(孙良成，李德辉.铬酸镧加热元件的研究.工业加热，2000年第2期：17)，不能长期在1800℃的条件下长期工作。因此导致硅钼棒易损坏，需经常更换，不仅耗时而且经济成本高。

发明内容

本发明的目的是提供一种温度均匀、维护工作量小、环境友好、设备耗电小、可在1800℃条件下工作、方便观测的用于检测耐火材料耐火度的高温电炉。

为实现上述任务，本发明采用的技术方案是：在高温电炉的中心设置有旋转和升降机构，旋转和升降机构的上端固定安装有刚玉棒，刚玉棒的上端位于高温电炉的高温区内，刚玉棒的上端安放有一粘有一小刚玉柱的锥盘，试验锥盘放置在粘有一小刚玉柱的锥盘上；在炉衬内垂直安装有4～16根铬酸镧棒，铬酸镧棒的热端位于高温区内；在高温区的一侧设有观察孔，观察孔的外侧设置有摄像机，摄像机与视频卡连接，视频卡与计算机连接，计算机与显示器连接；热电偶安装在高温区内，热电偶与计算机内的温度采集板连接，计算机内的程序控温系统与电源系统的控制端连接，电源系统的输出端与铬酸镧棒的冷端连接。

其中：铬酸镧棒为环形安装，铬酸镧棒的直径为8～22mm、热端长度为8～200mm；摄像机位于试验锥盘和观察孔的连线的延长线上；电源系统的功率为5～15kW。

由于采用上述技术方案，本实用新型采用铬酸镧棒替代原来的硅钼棒，从而保证高温区内温度均匀；铬酸镧棒的最高使用温度为1900℃，适用于长期反复在室温～1800℃的条件下工作，与碳粒炉结构的耐火度炉相比减小了维护耗时又节约了检测成本。其次，还采用了温度控制系统，实现了自动控温；再次，还针对测定耐火度过程中的恶劣观测环境，采用了由摄像机、视频卡、计算机组成的观测、记录系统，避免了实验人员直接用肉眼观察强光条件下的试样和标准锥的弯倒情况，保护了人体特别是眼睛不受伤害，且该系统还可以对耐火度的整个检测过程进行录像和回放。

因此，本实用新型具有炉内温度均匀、维护工作量少、环境友好、设备耗电小、方便观测、可长期工作于室温～1800℃的特点。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图；

图2是图1中粘有一小刚玉柱的锥盘4，试验锥盘5的放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

一种用于检测耐火材料耐火度的高温电炉，如图1所示，在高温电炉的中心设置有旋转和升降机构1，旋转和升降机构1的上端固定安装有刚玉棒2，刚玉棒2的上端位于高温电炉的高温区7内，刚玉棒2的上端安放有一粘有一小刚玉柱的锥盘4，试验锥盘5放置在粘有一小刚玉柱的锥盘4上。在炉衬3内垂直安装有6～8根铬酸镧棒6，铬酸镧棒6的热端位于高温区7内。在高温区7的一侧设有观察孔8，观察孔8的外侧设置有摄像机9，摄像机9位于试验锥盘5和观察孔8的连线的延长线上。摄像机9与视频卡连接，视频卡与计算机10连接，计算机10与显示器11连接。热电偶12安装在高温区7内，热电偶12与计算机10内的温度采集板连接，计算机内的程序控温系统与电源系统13的控制端连接，电源系统13的输出端与铬酸镧棒6的冷端连接，电源系统13的功率为10～12kW。

其中：铬酸镧棒6为环形安装，铬酸镧棒6的直径为12～16mm、热端长度为100～160mm。

本实施例的使用过程是：由于是在试验锥盘5的侧上方观察锥的弯倒过程，为了分辨锥号，在锥盘4上粘一小刚玉柱，做为锥的起始记号。粘有一小刚玉柱的锥盘4放到炉子中心的刚玉棒上后，试验锥盘5再放置在粘有一小刚玉柱的锥盘4上。在旋转和升降机构1将粘有一小刚玉柱的锥盘4升高到炉子的高温区7内，用计算机内的程序控温系统控制升温速率，用热电偶12监控整个升温过程，炉内温度低于最低标号锥30℃时，打开摄像机9，在升温的过程中，粘有一小刚玉柱的锥盘4顺时针旋转，以小刚玉柱为起点，依次出现1^#、2^#-----6^#锥，每个锥在显视器中清晰的显现，依次观察各个锥的弯倒情况，直到实验结束。

本实施例采用铬酸镧棒替代原来的硅钼棒，从而保证高温区内温度均匀；铬酸镧棒的最高使用温度为1900℃，适用于长期反复在室温～1800℃的条件下工作，与碳粒炉结构的耐火度炉相比既减少了维护耗时又节约了检测成本。其次，还采用了温度控制系统，实现了自动控温。此外，还针对测定耐火度过程中的恶劣观测环境，采用了由摄像机、视频卡、计算机组成的观测、记录系统，避免了实验人员直接用肉眼观察强光条件下的试样和标准锥的弯倒情况，保护了人体特别是眼睛不受伤害，同时该系统还可以对耐火度的整个检测过程进行录像和回放。

因此，本实施例具有炉内温度均匀、维护工作量少、环境友好、设备耗电小、方便观测、可长期工作于室温～1800℃的特点。

Claims (4)

1.一种用于检测耐火材料耐火度的高温电炉，其特征在于在高温电炉的中心设置有旋转和升降机构[1]，旋转和升降机构[1]的上端固定安装有刚玉棒[2]，刚玉棒[2]的上端位于高温电炉的高温区[7]内，刚玉棒[2]的上端安放有一粘有一小刚玉柱的锥盘[4]，试验锥盘[5]放置在粘有一小刚玉柱的锥盘[4]上；在炉衬[3]内垂直安装有4～16根铬酸镧棒[6]，铬酸镧棒[6]的热端位于高温区[7]内；在高温区[7]的一侧设有观察孔[8]，观察孔[8]的外侧设置有摄像机[9]，摄像机[9]与视频卡连接，视频卡与计算机[10]连接，计算机[10]与显示器[11]连接；热电偶[12]安装在高温区[7]内，热电偶[12]与计算机[10]内的温度采集板连接，计算机[10]内的程序控温系统与电源系统[13]的控制端连接，电源系统[13]的输出端与铬酸镧棒[6]的冷端连接。

2.根据权利要求1所述的用于检测耐火材料耐火度的高温电炉，其特征在于所述的铬酸镧棒[6]为环形安装，铬酸镧棒[6]的直径为8～22mm、热端长度为8～200mm。

3.根据权利要求1所述的用于检测耐火材料耐火度的高温电炉，其特征在于所述的摄像机[9]位于试验锥盘[5]和观察孔[8]的连线的延长线上。

4.根据权利要求1所述的用于检测耐火材料耐火度的高温电炉，其特征在于所述的电源系统[13]的功率为5～15kW。

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