CN109187851A - 一种考察耐火材料热泵送性的系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种考察耐火材料热泵送性的系统及其使用方法，所述系统，包括：泵送模拟装置，包括泵送实验模具及物料推料器，所述物料推料器将物料输送至泵送实验模具中；加热炉，所述泵送实验模具位于所述加热炉炉门孔处，作为所述加热炉的炉门，加热炉对所述泵送实验模具单面加热；监控装置，用于监测所述泵送实验模具及所述泵送实验模具内部的物料状况；本发明系统能够模仿现场使用条件，进行不定形耐火材料的泵送模拟试验，获得不定形耐火材料在不同温度、保温时间和推料速率下的性能。

Description

一种考察耐火材料热泵送性的系统及其使用方法

技术领域

本发明涉及不定形耐火材料领域，尤其涉及一种考察耐火材料热泵送性的系统及其使用方法。

背景技术

不定形耐火材料的施工，是显现材料性能和贯彻设计意图的关键环节，也是获得高寿命的重要基础。不定形耐火材料的施工主要分为：捣打、振动、喷涂、投射、涂抹和压入等。比如转炉炉底填缝料和高炉压入料等采用机械泵压注施工方式将不定形耐火材料泵入到热炉体中，由于施工空间封闭且炉体温度高(单面受热，即旧炉体/内侧温度高而新炉体/外壳温度低甚至是室温)，无法预测不定形耐火材料施工优劣，更难确定施工后性能优劣。目前，实验室常规试样制备方法都不能够全面客观真实的反应不定形耐火材料在热泵送下的性能，不能及时有效的提供数据和理论支持。因此，需要开发新的方法来测试耐火材料热泵送下性能指导研发、生产和使用。

发明内容

为了解决上述缺陷，本发明的主要目的在于提供一种考察耐火材料热泵送性的系统及其使用方法，模仿现场使用条件，进行不定形耐火材料的泵送模拟试验，获得不定形耐火材料在不同温度、保温时间和推料速率下的性能。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种考察耐火材料热泵送性的系统，包括：

泵送模拟装置，包括泵送实验模具及物料推料器，所述物料推料器将物料输送至泵送实验模具中；

加热炉，所述泵送实验模具位于所述加热炉炉门孔处，作为所述加热炉的炉门，加热炉对所述泵送实验模具单面加热；

监控装置，位于所述加热炉外部，用于监测所述泵送实验模具及所述泵送实验模具内部的物料状况。

作为进一步的优选，所述泵送模拟装置还包括支撑装置，位于所述泵送实验模具的下方，用于支撑所述泵送实验模具。

作为进一步的优选，在所述加热炉炉门孔与所述泵送实验模具之间的空隙填充保温棉。

作为进一步的优选，所述泵送实验模具包括多个面板以及由面板围成的空间，所述空间用于容置物料，所述面板包括热面，所述泵送实验模具的热面靠近加热炉的炉门处。

作为进一步的优选，所述热面尺寸≥所述加热炉的炉门尺寸。

作为进一步的优选，所述泵送实验模具还包括冷面，与所述泵送实验模具两侧的面板可拆卸式连接，并与所述热面相对。

作为进一步的优选，所述泵送实验模具的面板为≥5mm厚度钢板。

作为进一步的优选，所述加热炉的使用温度≤1350℃。

作为进一步的优选，所述监控装置包括热面温度采集单元、物料温度采集单元以及物料成像单元。

作为进一步的优选，所述热面温度采集单元为红外测温枪，所述物料温度采集单元为红外热成像仪，所述物料成像单元为摄像机。

本发明的另一目的在于提供上述考察耐火材料热泵送性的系统的使用方法，包括如下步骤：

1)将泵送实验模具紧贴所述加热炉炉门孔处放置；

2)控制加热炉升温，采用监控装置采集泵送实验模具热面温度，获得泵送实验模具热面温度与加热炉炉膛温度之间的关系；

3)将泵送实验模具热面升温至指定温度，保温，使整个热面温度达到稳定均匀状态；

4)将搅拌好的物料装入物料推料器，启动物料推料器将物料以不同的转速推到泵送实验模具内；

5)采用监控装置记录物料外观情况及物料表面温度变化情况；

6)待试样样品表面火苗基本消失后，继续保温后停炉；

7)泵送实验模具冷却至常温后，脱模；

8)观察物料，分析物料性能。

本发明的有益效果是：本发明将泵送实验模具置于所述加热炉炉门孔处，加热炉对所述泵送实验模具的单面加热，即热面；因而能将泵送实验模具的热面升温至指定温度，物料推料器将物料输送至泵送实验模具中，并可通过监控装置采集泵送实验模具热面温度以及物料温度、外观等状况；因此，本发明可以模仿现场使用条件，采用泵送模拟装置进行不定形耐火材料的泵送模拟试验，获得不定形耐火材料在不同温度、保温时间和推料速率下的性能，制定最佳的施工温度和保温时间，从而避免漏钢等事故发生。

附图说明

图1为本发明实施例考察耐火材料热泵送性的系统的结构示意图。

图2为图1中泵送实验模具的结构示意图。

附图中标记的说明如下：1-加热炉，2-泵送实验模具，3-支撑装置，4-物料推料器，5-热面(虚线表示面)，6-冷面(虚线表示面)，7-监控装置。

具体实施方式

本发明实施例通过提供一种考察耐火材料热泵送性的系统及其使用方法，解决了实验室常规试样制备方法不能够全面客观真实的反应不定形耐火材料在热泵送下的性能，由此不能及时有效的提供数据和理论支持的缺陷。

为了解决上述问题，本发明实施例的主要思路是：

本发明实施例考察耐火材料热泵送性的系统，包括：

泵送模拟装置，包括泵送实验模具及物料推料器，所述物料推料器将物料输送至泵送实验模具中；

加热炉，所述泵送实验模具位于所述加热炉炉门孔处，加热炉对所述泵送实验模具单面加热；

监控装置，用于监测所述泵送实验模具及所述泵送实验模具内部的物料状况。

本实施例中让上述泵送实验模具靠近炉门孔处放置，充当炉门，不用炉门砖，泵送模拟装置包括多个面板以及由面板围成的空间，所述空间用于容置物料，所述面板包括热面，所述泵送实验模具的热面靠近加热炉的炉门孔处，实现单面加热，同时，可以在所述加热炉炉门与所述泵送实验模具之间的空隙填充保温棉，增加密封性确保炉温稳定。

上述泵送实验模具底面与炉门孔底端平行，所述热面尺寸≥所述加热炉的炉门尺寸，可以确保模具热面均受热，同时避免加热炉直接加热物料。

本发明实施例中设置一支撑装置，位于所述泵送实验模具的下方，用于支撑所述加热炉内部的泵送实验模具，具体结构不做限制。上述物料推料器在泵送实验模具的侧面，将物料以不同的转速推到泵送实验模具内，可采用螺旋推料器。

上述泵送实验模具还包括冷面，与所述泵送实验模具两侧的面板可拆卸式连接，例如通过螺栓与两侧的面板连接，使得冷面可调节，实现不同宽窄缝隙的泵送性研究。上述冷面与所述热面相对。

上述泵送实验模具的面板为≥5mm厚度钢板，模拟炉壳或者钢包壳厚度，防止长期受热而变形。

上述监控装置包括红外热成像仪、红外测温枪和高清摄像机等，为常规结构，设置于加热炉外部，采用红外热成像仪和红外测温枪可采集泵送实验模具的热面温度，所述热面温度达到稳定均匀后，启动物料推料器将物料以不同的转速推到泵送实验模具内；采用高清摄像机摄录物料着火、沸腾或固化等情况；采用红外热成像仪或红外测温枪可监控物料表面温度变化情况。

上述加热炉为高温常规加热炉，使用温度可选择≤1350℃。

为了让本发明之上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举数实施例，来说明本发明所述之考察耐火材料热泵送性的系统及其使用方法。

实施例1

如图1和图2所示，本发明实施例考察耐火材料热泵送性的系统，包括：高温加热炉1、泵送模拟装置、监控装置7；所述泵送模拟装置包括泵送实验模具2、物料推料器4和支撑装置3；所述泵送实验模具2的热面5靠近高温加热炉1的炉门孔处，起到充当加热炉炉门作用(加热炉炉门和炉门砖均不用)，加热炉直接对泵送实验模具进行单面加热，模具内部可调节宽窄，热面尺寸≥炉门尺寸，冷面6可调节，靠螺栓与两侧的面板连接，模具底面与炉门底端平行；所述物料推料器4在泵送实验模具2的侧面；所述支撑装置3在泵送实验模具2的下方。

上述高温加热炉的使用温度≤1350℃。

上述监控装置包括红外热成像仪、红外测温枪和高清摄像机。

上述泵送实验模具选择≥5mm厚度钢板制成；

上述物料推料器4采用螺旋推料器。

上述支撑装置3为耐高温的支撑架。

本实施例是泵送实验模具2宽60mm、模具热面温度750℃，推料速率100kg/hr，保温时间1h的泵送模拟实验。

本实施例考察耐火材料热泵送性系统的使用方法，具体步骤如下：

1)打开高温加热炉炉门，将泵送实验模具紧贴高温加热炉炉门孔处放置，在高温加热炉炉门砖与泵送实验模具之间空隙填充保温棉；

2)控制高温加热炉升温，采用红外热成像仪或红外测温枪采集泵送实验模具热面温度，获得泵送实验模具热面温度与高温加热炉炉膛温度之间的关系；

3)将泵送实验模具热面升温至750℃，保温30min后使整个热面温度达到稳定均匀状态；

4)将搅拌好的物料装入物料推料器，启动物料推料器将物料以不同的转速推到泵送实验模具内；

5)采用高清摄像机摄录物料着火、沸腾或固化等情况；采用红外热成像监控物料表面温度表化情况；

6)待试样样品表面火苗基本消失后，继续保温1h后停炉；

7)泵送实验模具冷却至常温后，脱模；

8)观察试样外观、测试试样的体密、显气孔率、耐压强度等；通过分析样品性能得出试样在不同温度、保温时间和推料速率下的变化规律，制定最佳的施工方案。

实施例2

本发明实施例考察耐火材料热泵送性的系统与实施例1类似，冷面6可调节。

测试泵送实验模具宽40mm、模具热面温度500℃，泵送速率120kg/hr，保温时间2h的泵送模拟实验。

本实施例考察耐火材料热泵送性系统的使用方法，具体步骤如下：

1)打开高温加热炉炉门，将泵送实验模具紧贴高温加热炉炉门孔处放置，在高温加热炉炉门砖与泵送实验模具之间空隙填充保温棉；

2)控制高温加热炉升温，采用红外热成像仪或红外测温枪采集泵送实验模具热面温度，获得泵送实验模具热面温度与高温加热炉炉膛温度之间的关系；

3)将泵送实验模具热面升温至500℃，保温30min后使整个热面温度达到稳定均匀状态；不同温度不同保温时间的样品可对比其性能优劣，然后选取最合适的。

4)将搅拌好的物料装入物料推料器，启动物料推料器将物料以不同的转速推到泵送实验模具内；

5)采用高清摄像机摄录物料着火、沸腾或固化等情况；采用红外热成像监控物料表面温度表化情况；

6)待试样样品表面火苗基本消失后，继续保温2h后停炉；

7)泵送实验模具冷却至常温后，脱模；

8)观察试样外观、测试试样的体密、显气孔率、耐压强度等；通过分析样品性能得出试样在不同温度、保温时间和推料速率下的变化规律，制定最佳的施工方案。

上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

本发明将泵送实验模具置于所述加热炉炉门孔处，加热炉对所述泵送实验模具单面加热，将泵送实验模具热面升温至指定温度，物料推料器将物料输送至泵送实验模具中，并通过监控装置采集泵送实验模具热面温度以及物料温度、外观等状况；因此，本发明可以模仿现场使用条件，采用泵送模拟装置进行不定形耐火材料的泵送模拟试验，获得不定形耐火材料在不同温度、保温时间和推料速率下的性能，制定最佳的施工温度和保温时间，从而避免漏钢等事故发生。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种考察耐火材料热泵送性的系统，其特征在于：包括：

泵送模拟装置，包括泵送实验模具及物料推料器，所述物料推料器将物料输送至泵送实验模具中；

加热炉，所述泵送实验模具位于所述加热炉炉门孔处，作为所述加热炉的炉门，加热炉对所述泵送实验模具单面加热；

监控装置，位于所述加热炉外部，用于监测所述泵送实验模具及所述泵送实验模具内部的物料状况。

2.根据权利要求1所述的考察耐火材料热泵送性的系统，其特征在于：所述泵送模拟装置还包括支撑装置，位于所述泵送实验模具的下方，用于支撑所述泵送实验模具。

3.根据权利要求1所述的考察耐火材料热泵送性的系统，其特征在于：在所述加热炉炉门孔与所述泵送实验模具之间的空隙填充保温棉。

4.根据权利要求1所述的考察耐火材料热泵送性的系统，其特征在于：所述泵送实验模具包括多个面板以及由面板围成的空间，所述空间用于容置物料，所述面板包括热面，所述泵送实验模具的热面靠近加热炉的炉门处。

5.根据权利要求4所述的考察耐火材料热泵送性的系统，其特征在于：所述热面尺寸≥所述加热炉的炉门尺寸。

6.根据权利要求4所述的考察耐火材料热泵送性的系统，其特征在于：所述泵送实验模具还包括冷面，与所述泵送实验模具两侧的面板可拆卸式连接，并与所述热面相对。

7.根据权利要求4所述的考察耐火材料热泵送性的系统，其特征在于：所述泵送实验模具的面板为≥5mm厚度钢板。

8.根据权利要求4所述的考察耐火材料热泵送性的系统，其特征在于：所述监控装置包括热面温度采集单元、物料温度采集单元以及物料成像单元。

9.根据权利要求8所述的考察耐火材料热泵送性的系统，其特征在于：所述热面温度采集单元为红外测温枪，所述物料温度采集单元为红外热成像仪，所述物料成像单元为摄像机。

10.如权利要求1-9任一项所述考察耐火材料热泵送性的系统的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)将泵送实验模具紧贴所述加热炉炉门孔处放置；

2)控制加热炉升温，采用监控装置采集泵送实验模具热面温度，获得泵送实验模具热面温度与加热炉炉膛温度之间的关系；

3)将泵送实验模具热面升温至指定温度，保温，使整个热面温度达到稳定均匀状态；

4)将搅拌好的物料装入物料推料器，启动物料推料器将物料以不同的转速推到泵送实验模具内；

5)采用监控装置记录物料外观情况及物料表面温度变化情况；

6)待试样样品表面火苗基本消失后，继续保温后停炉；

7)泵送实验模具冷却至常温后，脱模；

8)观察物料，分析物料性能。