CN106198301B - 一种制定耐火浇注料烘烤制度的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制定耐火浇注料烘烤制度的方法及装置。将试样放置到试验装置的电炉内，在计算机控制系统中设置烘烤曲线，通过计算机控制电炉工作，并且记录试样重量、试样内部温度、试样表面温度变化情况；本发明采用温度控制系统与称量系统时时监测浇注料的温度及重量变化，通过分析重量随温度的变化关系得出不同温度阶段水分排除速率，准确得出不同浇注料在各温度阶段的烘烤效果，确定烘烤温度及相应阶段的烘烤时间，制定浇注料的最佳烘烤制度，简单直观，有效提高浇注料的烘烤效率。

Description

一种制定耐火浇注料烘烤制度的方法及装置
技术领域
本发明涉及耐火材料技术领域，尤其涉及一种制定耐火浇注料烘烤制度的方法及装置。
背景技术
不定形耐火材料由于具有生产工艺简单、施工方便、能源消耗低等优点广泛应用于炼铁、炼钢、建材、有色等领域，并成为未来耐火材料发展方向。随着工业化使用性能要求，施工方式越来越多样化，不定形耐火材料的种类也在与日俱增。耐火浇注料由于质量稳定、易于实现自动化施工其产量仍在连年增加。据不完全统计，作为耐火材料发达国家的日本，近几年其不定形耐火材料产量分布变化如下：浇注料总产量提升25％左右，喷补料总产量提升15％左右，可塑料与捣打料分别下降约45％和浇注料56％左右。可见，耐火浇注料是不定形耐火材料中非常具有活力的新型材料。
耐火浇注料是一种不经煅烧、不经成型、加水搅拌后具有较好流动性的新型材料，主要是通过添加结合剂如铝酸盐水泥、磷酸、溶胶、水玻璃、粘土及部分超微粉等经水合、化合、凝聚、聚合作用使浇注体具有一定的初期强度，其中养护、烘烤是耐火浇注使用前必须进行的操作，尤其是对有特殊要求的场合如铁钩浇注料等必须进行前期养护及烘烤才能投入使用。目前，耐火浇注料进行养护及烘烤处理的制度基本均是依据现场经验，没有确定的工艺制度，也没有具体充分的理论指导，对于缺乏经验的施工人员不易把握适宜的养护、烘烤温度及时间，采用保守的烘烤制度往往浪费时间降低效率，而采用过急的烘烤制度则容易引起裂纹甚至爆炸造成生产事故。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是为了解决上述耐火浇注料养护、烘烤制度方面存在的问题，提供了一种准确制定耐火浇注料最佳烘烤制度的方法及装置，针对不同种类的耐火浇注料准确制定相应的高效烘烤制度，为浇注料的现场烘烤提供资料，提高浇注料的施工效率及烘烤的成品率。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种制定耐火浇注料烘烤制度的方法，具体步骤如下：
a)浇筑重量在10000g以内的方形浇注料试样，试样的一侧面中心处预留直径5-8mm深至试样中心的圆形盲孔，经过标准养护获得初期强度后脱模；
b)将试样放置到试验装置的电炉内，试样重量小于5000g置于电炉内的耐热钢吊盘上，试样重量为5000～10000g置于电炉内的耐热钢托盘上，在试样中心的盲孔内安装温度传感器，同时在试样两个相对侧面的表面分别安装温度传感器；
c)在计算机控制系统中设置烘烤曲线，通过计算机控制电炉工作，并且记录试样重量、试样内部温度、试样表面温度变化情况；
d)试验结束后，观察试样外观、测试耐压强度，通过分析试样重量随温度的变化关系，得出不同温度阶段水分排除速率，得出该浇注料在各温度阶段的烘烤效果，确定烘烤温度及相应阶段的烘烤时间，制定浇注料的最佳烘烤制度。
一种用于制定耐火浇注料烘烤制度的装置，包括低温电炉、重量测量系统、温度测量系统及计算机控制系统，所述重量测量系统、温度测量系统与计算机控制系统相联。
所述的低温电炉包括电炉箱体、碳化硅发热板及电力控制箱，电炉箱体内壁附着保温材料，电炉箱体的内腔四壁安装碳化硅发热板，碳化硅发热板与电炉箱体外的电力控制箱连接，电炉底部设有鼓风机，顶部设有空气交换通道。
所述的重量测量系统包括天平称量装置和电子秤称量装置，天平称量装置包括天平、耐热钢吊杆、耐热钢吊盘，天平置于电炉箱体上方，天平底部通过耐热钢吊杆与置于电炉内的耐热钢吊盘固定连接；电子秤称量装置包括电子秤、耐热钢支柱、耐热钢托盘，电子秤安装在电炉箱体下方，电子秤顶部通过耐热钢支柱与设置在电炉内的耐热钢托盘连接。
所述的温度测量系统包括用于测量电炉内温度的电炉测温热电偶，还包括至少三个用于测量试样表面温度和中心温度的温度传感器。
所述的低温电炉工作温度在25～600℃。
所述的天平精度为0.001g，量程为5000g。
所述的电子秤精度为0.01g，量程为10000g。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
本发明采用温度控制系统与称量系统时时监测浇注料的温度及重量变化，通过分析重量随温度的变化关系得出不同温度阶段水分排除速率，准确得出不同浇注料在各温度阶段的烘烤效果，确定烘烤温度及相应阶段的烘烤时间，制定浇注料的最佳烘烤制度，简单直观，有效提高浇注料的烘烤效率。
附图说明
图1是一种检测耐火浇注料烘烤制度的装置示意图。
图中：1-电炉箱体 2保温材料 3-碳化硅发热板 4-天平 5-耐热钢吊杆 6-耐热钢吊盘7-试样一 8-电子秤 9-耐热钢托盘 10-试样二 11-温度传感器一 12-温度传感器二13-计算机 14-电力控制箱 15-鼓风机 16-电炉测温热电偶 17-耐热钢支柱。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进一步说明：
如图1，一种用于制定耐火浇注料烘烤制度的装置，包括低温电炉、重量测量系统、温度测量系统及计算机控制系统，所述重量测量系统、温度测量系统与计算机控制系统相联。
低温电炉包括电炉箱体1、碳化硅发热板3及电力控制箱14，电炉箱体1内壁附着保温材料2，电炉箱体1的内腔四壁安装碳化硅发热板3，碳化硅发热板3与电炉箱体外的电力控制箱14连接，低温电炉底部设有鼓风机15，顶部设有空气交换通道，低温电炉工作温度在25～600℃。
重量测量系统包括天平称量装置和电子秤称量装置，天平称量装置包括天平4、耐热钢吊杆5、耐热钢吊盘6，天平4置于电炉箱体1上方，天平4底部通过耐热钢吊杆5与置于电炉内的耐热钢吊盘6固定连接天平精度为0.001g，量程为5000g；
电子秤称量装置包括电子秤8、耐热钢支柱17、耐热钢托盘9，电子秤8安装在电炉箱体1下方，电子秤8顶部通过耐热钢支柱17与设置在电炉内的耐热钢托盘9连接，电子秤精度为0.01g，量程为10000g。
温度测量系统包括用于测量电炉内温度的电炉测温热电偶16，还包括至少三个用于测量试样表面温度和中心温度的温度传感器。
实施例1
制定浇注厚度100mm的铝-碳化硅-碳质铁沟浇注料的烘烤工艺制度。
本实施例制定耐火浇注料烘烤制度的方法，具体步骤如下：
1)按照正常施工方法，浇注100mm×100mm×100mm正方形试样，试样一个侧面中心预留一个直径5mm的盲孔，深度为50mm左右，试样重量在3500g左右，标准养护24h后脱模。
2)将试样置于低温电炉内的耐热钢吊盘上，将一只温度传感器插入试样中心的盲孔，另两只表面温度传感器分别紧密接触试样相对的2个外表面(无盲孔面)。
3)打开计算机，开启重量计量、温度测定系统，分别记录试样重量、表面及内部温度等初始数据。
4)在计算机温度控制系统中设置烘烤曲线：室温～120℃升温速度为10℃/h，120℃恒温5h，120℃以上15℃/h升温，最高温度为450℃并且恒温度5h。打开电力输送控制箱电源开关，发热板开始工作，烘烤过程开始。
5)烘烤过程中，计算机控制天平每隔10s称量试样重量并记录数据；计算机通过温度传感器时时记录试样两表面及内部温度；计算机屏幕实时显示试样重量、中心温度及外表温度。
6)调整设置在电炉底部的鼓风机的鼓风量，迅速排除电炉内的水蒸气，始终保持试样表面没有水附着。
7)烘烤结束后，观察试样外观、测试耐压强度，通过分析试样重量随温度的变化关系，得出不同温度阶段水分排除速率，得出该浇注料在各温度阶段的烘烤效果，确定烘烤温度及相应阶段的烘烤时间，制定该铁沟浇注料施工时的烘烤工艺制度。
实施例2
制定浇注厚度150mm的高铝质加热炉浇注料的烘烤工艺制度。
本实施例制定耐火浇注料烘烤制度的方法，具体步骤如下：
1)按照正常施工方法，浇注150mm×150mm×150mm正方形试样，试样一个侧面中心预留一个直径5mm的盲孔，深度为75mm左右，试样重量在9000g左右，标准养护24h后脱模。
2)将试样置于低温电炉内耐热钢吊盘上，将一只温度传感器插入试样中心的盲孔，另两只表面温度传感器分别紧密接触试样相对的2个外表面(无盲孔面)。
3)打开计算机，开启重量计量、温度测定系统，分别记录试样重量、表面及内部温度等初始数据。
4)在计算机温度控制系统中设置烘烤曲线：室温～120℃升温速度为5℃/h，120℃恒温10h，120℃以上10℃/h升温，最高温度为400℃并且恒温度8h。打开电力输送控制箱电源开关，发热板开始工作，烘烤过程开始。
5)烘烤过程中，计算机控制天平每隔10s称量试样重量并记录数据；计算机通过温度传感器时时记录试样两表面及内部温度；计算机屏幕时时显示试样重量、中心温度及外表温度。
6)调整设置在电炉底部的鼓风机的鼓风量，迅速排除电炉内的水蒸气，始终保持试样表面没有水附着。
7)烘烤结束后，观察试样外观、测试耐压强度，通过分析试样重量随温度的变化关系，得出不同温度阶段水分排除速率，得出该浇注料在各温度阶段的烘烤效果，确定烘烤温度及相应阶段的烘烤时间，制定该加热炉浇注料施工时的烘烤工艺制度。
上面所述仅是本发明的基本原理，并非对本发明作任何限制，凡是依据本发明对其进行等同变化和修饰，均在本专利技术保护方案的范畴之内。

Claims (3)

1.制定耐火浇注料烘烤制度的方法，其特征在于，制定浇注厚度100mm的铝-碳化硅-碳质铁沟浇注料的烘烤工艺制度，具体步骤如下：
1)按照正常施工方法，浇注100mm×100mm×100mm正方形试样，试样一个侧面中心预留一个直径5mm的盲孔，深度为50mm左右，试样重量在3500g左右，标准养护24h后脱模；
2)将试样置于低温电炉内的耐热钢吊盘上，将一只温度传感器插入试样中心的盲孔，另两只表面温度传感器分别紧密接触试样相对的2个无盲孔的外表面；
3)打开计算机，开启重量计量、温度测定系统，分别记录试样重量、表面及内部温度等初始数据；
4)在计算机温度控制系统中设置烘烤曲线：室温～120℃升温速度为10℃/h，120℃恒温5h，120℃以上15℃/h升温，最高温度为450℃并且恒温度5h，打开电力输送控制箱电源开关，发热板开始工作，烘烤过程开始；
5)烘烤过程中，计算机控制天平每隔10s称量试样重量并记录数据；计算机通过温度传感器实时记录试样两表面及内部温度；计算机屏幕实时显示试样重量、中心温度及外表温度；
6)调整设置在电炉底部的鼓风机的鼓风量，迅速排除电炉内的水蒸气，始终保持试样表面没有水附着；
7)烘烤结束后，观察试样外观、测试耐压强度，通过分析试样重量随温度的变化关系，得出不同温度阶段水分排除速率，得出该浇注料在各温度阶段的烘烤效果，确定烘烤温度及相应阶段的烘烤时间，制定该铁沟浇注料施工时的烘烤工艺制度。
2.制定耐火浇注料烘烤制度的方法，其特征在于，制定浇注厚度150mm的高铝质加热炉浇注料的烘烤工艺制度，具体步骤如下：
1)按照正常施工方法，浇注150mm×150mm×150mm正方形试样，试样一个侧面中心预留一个直径5mm的盲孔，深度为75mm左右，试样重量在9000g左右，标准养护24h后脱模；
2)将试样置于低温电炉内耐热钢吊盘上，将一只温度传感器插入试样中心的盲孔，另两只表面温度传感器分别紧密接触试样相对的2个无盲孔的外表面；
3)打开计算机，开启重量计量、温度测定系统，分别记录试样重量、表面及内部温度等初始数据；
4)在计算机温度控制系统中设置烘烤曲线：室温～120℃升温速度为5℃/h，120℃恒温10h，120℃以上10℃/h升温，最高温度为400℃并且恒温度8h，打开电力输送控制箱电源开关，发热板开始工作，烘烤过程开始；
5)烘烤过程中，计算机控制天平每隔10s称量试样重量并记录数据；计算机通过温度传感器实时记录试样两表面及内部温度；计算机屏幕实时显示试样重量、中心温度及外表温度；
6)调整设置在电炉底部的鼓风机的鼓风量，迅速排除电炉内的水蒸气，始终保持试样表面没有水附着；
7)烘烤结束后，观察试样外观、测试耐压强度，通过分析试样重量随温度的变化关系，得出不同温度阶段水分排除速率，得出该浇注料在各温度阶段的烘烤效果，确定烘烤温度及相应阶段的烘烤时间，制定该加热炉浇注料施工时的烘烤工艺制度。
3.一种用于权利要求1或2所述方法的装置，其特征在于，包括低温电炉、重量测量系统、温度测量系统及计算机控制系统，所述重量测量系统、温度测量系统与计算机控制系统相联；所述的低温电炉包括电炉箱体、碳化硅发热板及电力控制箱，电炉箱体内壁附着保温材料，电炉箱体的内腔四壁安装碳化硅发热板，碳化硅发热板与电炉箱体外的电力控制箱连接，电炉底部设有鼓风机，顶部设有空气交换通道；所述的重量测量系统包括天平称量装置和电子秤称量装置，天平称量装置包括天平、耐热钢吊杆、耐热钢吊盘，天平置于电炉箱体上方，天平底部通过耐热钢吊杆与置于电炉内的耐热钢吊盘固定连接；电子秤称量装置包括电子秤、耐热钢支柱、耐热钢托盘，电子秤安装在电炉箱体下方，电子秤顶部通过耐热钢支柱与设置在电炉内的耐热钢托盘连接；所述的温度测量系统包括用于测量电炉内温度的电炉测温热电偶，还包括至少三个用于测量试样表面温度和中心温度的温度传感器；所述的低温电炉工作温度在25～600℃；所述的天平精度为0.001g，量程为5000g；所述的电子秤精度为0.01g，量程为10000g。
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