CN111678852A - 一种耐火材料气孔贯通性实验模具及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐火材料气孔贯通性实验模具及方法，涉及耐火材料实验技术领域，解决了现有技术中依靠经验判断耐火材料气孔贯通性标准不一致的技术问题。耐火材料气孔贯通性实验模具包括加液容器、成型容器以及检测容器，加液容器内盛装有原始液体；成型容器内装填有烧结成型的耐火材料，成型容器与加液容器连通；检测容器储存由原始液体流经烧结成型的耐火材料后排出的贯通液体。本发明通过采用液体贯通耐火材料的方式来模拟耐火材料气孔的贯通性，使得耐火材料气孔贯通性的标准能够得以量化，成型容器能够装填不同条件下制得的耐火材料，从而对不同耐火材料的气孔贯通性进行实验，对生产具有指导意义。

Description

一种耐火材料气孔贯通性实验模具及方法

技术领域

本发明涉及耐火材料实验技术领域，具体来说，是指一种耐火材料气孔贯通性实验模具及方法。

背景技术

冶金生产过程中大量用到耐火材料，但是转炉中不同位置的服役条件对耐火材料的要求各不相同。以转炉的补炉料为例，为了达到既能够延长转炉炉龄又不影响转炉底吹效果的目的，要求补炉料既具有良好的抗侵蚀能力，同时又具有非常好的气孔贯通性。

关于耐火材料气孔贯通性的实验方法，目前并没有一定的标准以及明确的规定，现场往往依靠经验进行判断。因此，人为因素导致耐火材料气孔贯通性判断的差距较大，缺乏科学的判定方法，不能满足实际生产的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，第一方面，提供一种耐火材料气孔贯通性实验模具，以解决现有技术中依靠经验判断耐火材料气孔贯通性标准不一致的技术问题。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：

一种耐火材料气孔贯通性实验模具，包括：

加液容器，所述加液容器内盛装有原始液体；

成型容器，所述成型容器内装填有烧结成型的耐火材料，所述成型容器与加液容器连通，使所述加液容器内的原始液体流向烧结成型的耐火材料；

检测容器，所述检测容器储存由原始液体流经烧结成型的耐火材料后排出的贯通液体。

在上述技术方案的基础上，该耐火材料气孔贯通性实验模具还可以做如下的改进。

可选的，所述加液容器包括进液器与储液器，所述进液器向储液器内注入原始液体，使所述储液器内的原始液体保持稳定的液位，所述储液器与成型容器连通。

可选的，所述进液器连接有进液管，所述进液管连接有对原始液体起导流作用的导流管，所述进液管上设置有用于控制原始液体流入储液器的止水阀，所述导流管伸向储液器。

可选的，所述进液器为漏斗，所述储液器为容量瓶，所述进液管为橡胶管，所述止水阀为止水夹。

可选的，所述成型容器与加液容器之间连通有连接管，所述加液容器与连接管固定连接，所述成型容器与连接管可拆卸连接，所述连接管上设置有用于控制原始液体流向烧结成型的耐火材料的开关。

可选的，所述连接管为柔性管，所述成型容器与连接管套接；或者，

所述连接管为刚性管，所述成型容器与连接管扣接、螺栓连接或者螺纹连接。

可选的，所述连接管与成型容器之间设置有用于防止原始液体外流的密封件，所述成型容器的材质为钢管或者陶瓷管。

可选的，所述检测容器位于成型容器中贯通液体流出的方向上，所述检测容器具有能够测量贯通液体体积的刻度。

可选的，还包括支架，所述加液容器、成型容器以及检测容器均安装在支架上。

第二方面，本发明还提供一种耐火材料气孔贯通性实验方法，使用上述的耐火材料气孔贯通性实验模具，包括以下步骤：

S1、将耐火材料装填于成型容器后烧结成型；

S2、将成型容器与加液容器相连接，并且向加液容器内加入原始液体；

S3、记录实验开始时刻，待原始液体流经烧结成型的耐火材料后并且排出贯通液体时，记录结束时刻以及检测容器内贯通液体的体积。

与现有技术相比，本发明提供的耐火材料气孔贯通性实验模具具有的有益效果是：

本发明通过采用液体贯通耐火材料的方式来模拟耐火材料气孔的贯通性，再通过测量贯通液体的体积来检测耐火材料的气孔贯通性，使得耐火材料气孔贯通性的标准能够得以量化，成型容器能够装填不同条件下制得的耐火材料，从而对不同耐火材料的气孔贯通性进行实验，对生产具有指导意义。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明耐火材料气孔贯通性实验模具的结构示意图；

图2是图1中加液容器的另一实施方式的结构示意图；

图3是本发明耐火材料气孔贯通性实验方法的流程图。

图中：

1—进液器；2—储液器；3—支架；4—开关；5—连接管；6—密封件；7—成型容器；8—检测容器；9—进液管；10—导流管；11—止水阀。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全面的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

实施例1：

一种耐火材料气孔贯通性实验模具，如图1所示，包括加液容器、成型容器7以及检测容器8。加液容器用于向成型容器7中注入原始液体，成型容器7中装填烧结成型的耐火材料。为了检测烧结成型的耐火材料的气孔贯通性，当原始液体覆盖在烧结成型的耐火材料上时，部分原始液体会通过耐火材料内的气孔流向检测容器8中，形成贯通液体。而由于烧结时间、烧结温度、粒度级配等条件的不同，烧结成型的耐火材料中气孔的密度、大小、贯通性也各不相同。当原始液体流经耐火材料内的气孔后，若能够排出贯通液体则证明耐火材料气孔具有贯通性，反之则无贯通性。通过测量贯通液体的体积，还能够测得耐火材料气孔贯通性的优劣。

具体来说，如图1所示，加液容器包括进液器1与储液器2，由进液器1向储液器2内注入原始液体。可选的，在储液器2的底部开设孔洞，用于与成型容器7连通。当然，孔洞还可以设置于储液器2的侧壁或者其他部位，只要能够使原始液体流入成型容器7均可。可选的，进液器1为漏斗，便于添加原始液体。储液器2为容量瓶，容量瓶顶部细小，对原始液体体积的变化反应准确，能够使原始液体体积的测量更准确。当然，根据实验需要，进液器1也可以选用广口瓶、试剂瓶、滴瓶等实验仪器。储液器2也可以选用烧杯、烧瓶、量筒等实验仪器。

特别的，如图2所示，为了控制原始液体的注入量，在进液器1的出口连接有进液管9，进液管9连接有对原始液体起导流作用的导流管10，导流管10伸入储液器2内。在进液管9上设置有用于控制原始液体流入储液器2的止水阀11。其中，进液管9为软橡胶管，止水阀11为止水夹，通过止水夹能够方便的控制原始液体的流动。当然，进液管9还可以设计为与进液器1套接、扣接或者螺纹连接的玻璃管、金属管的结构形式，止水阀11还可以选用蝶阀、电磁阀等阀体结构。

可以理解的是，加液容器并不局限于上述的结构，根据待测耐火材料的大小以及实验的规模，还可以设计为容纳箱的结构形式，容纳箱内灌注原始液体，原始液体通过蝶阀、电磁阀或者液位计等阀门开关向成型容器7中注入。或者，采用液泵向成型容器7中注入原始液体，以满足耐火材料尺寸大、实验规模大的气孔贯通性实验需求。

如图1所示，成型容器7为一段钢管或者陶瓷管，在成型容器7与储液器2之间连通有连接管5，连接管5与储液器2粘接、焊接或者通过螺栓连接，成型容器7与连接管5可拆卸连接，在连接管5上设置有用于控制原始液体流向成型容器7的开关4。连接管5可以选用橡胶管或者塑料软管等柔性管，成型容器7则与连接管5套接。连接管5也可以选用钢管、PVC管或者玻璃管等刚性管，成型容器7则与连接管5扣接、螺栓连接或者螺纹连接。开关4可以选用蝶阀、电磁阀或者止水夹等结构。在连接管5与成型容器7之间设置有用于防止原始液体外流的密封件6，密封件6可以选用密封粘胶、密封胶布或者密封环等结构。

其中，储液器2还可以直接与成型容器7连通，同样能够使原始液体覆盖在烧结成型的耐火材料上。但连接管5能够增大储液器2与成型容器7之间的距离，从而增大耐火材料上覆盖的原始液体的体积，能够增大原始液体对耐火材料的液体压力，使耐火材料更容易排出贯通液体。当检测耐火材料的气孔是否具有贯通性时，仅需观察原始液体覆盖在耐火材料上后，是否能够排出贯通液体，若能够排出贯通液体即证明耐火材料的气孔具有贯通性，反之则无贯通性，因此无需设置开关4与密封胶6。

可以理解的是，成型容器7并不局限于上述的结构，根据待测耐火材料的大小以及实验的规模，还可以将成型容器7设计为更大直径的筒形或者环形结构，并且在筒形或者环形结构内设置用于支撑耐火材料的支撑构件。上述加液容器还可以设计为若干分区域向成型容器7浇注原始溶液的结构形式，从而满足大尺寸耐火材料的气孔贯通性实验需求。

如图1所示，检测容器8位于成型容器7的下方，以接收从成型容器7中排出的贯通液体。检测容器8可以选用容量瓶、烧杯或者烧瓶等具有刻度的容器，方便测量贯通液体的体积。当然，根据待测耐火材料的大小以及实验的规模，检测容器8还可以设计为箱形、盆形、桶形等结构形式，在检测容器8内通过设置液位传感器、压力传感器等结构检测贯通液体的体积。

如图1所示，还包括支架3，支架3整体呈框架式结构，储液器2安装在支架3的顶部，检测容器8安装在支架3的底部，成型容器7连接在储液器2上。特别的，支架3上还可以设计杆系结构，用以支撑进液器1、进液管9以及导流管10等结构。根据待测耐火材料的大小以及实验的规模，当成型容器7尺寸较大时，还可以在支架3上增加用于支撑成型容器7的局部框架、杆系等支撑结构。

值得注意的是，上述原始液体包括但不限于水，也可以是含有颜色标记的中性溶液，例如墨水等，以便于实验者观察实验的过程以及结果。

本发明通过原始液体贯通耐火材料来模拟耐火材料气孔的贯通性，当耐火材料中的气孔贯通时，则原始液体能够通过气孔流出耐火材料外，从而证明耐火材料的气孔具有贯通性，并且流出耐火材料外的贯通液体体积越大，则证明耐火材料的气孔贯通性越好。通过测量贯通液体的体积大小，能够检测出耐火材料气孔贯通性的优劣，使得耐火材料气孔贯通性的标准能够得以量化。给耐火材料气孔贯通性提供了能够参考的指标，使不同耐火材料的气孔贯通性能够进行比较，对生产具有指导意义。

实施例2：

本发明还提供一种耐火材料气孔贯通性实验方法，如图3所示，使用上述的耐火材料气孔贯通性实验模具。首先，将耐火材料装填于成型容器7内，再通过烘烤的方式将耐火材料在300℃条件下烧结成型。然后，将成型容器7与储液器2相连接，当设置有连接管5时，则将成型容器7与连接管5相连接。再通过进液器1向储液器2中加入原始液体，此时开关4处于关闭状态。

实验开始时，打开开关4并且记录实验开始时刻，待原始液体流经烧结成型的耐火材料后，排出的贯通液体流入检测容器8中。实验结束时，关闭开关4并且记录实验结束时刻，同时通过检测容器8上的刻度记录贯通液体的体积。至此，耐火材料在300℃烧结温度下的气孔贯通性指标为：贯通液体的体积/(实验结束时刻-实验开始时刻)。即实验时间越短、贯通液体的体积越大，则证明耐火材料气孔的贯通性越好；若实验时间越长、贯通液体的体积越小，则证明耐火材料气孔的贯通性越差。

当检测耐火材料烧结成型后是否具有气孔贯通性时，通过上述方法观察原始液体流经成型容器7后是否能够排出贯通液体，若排出贯通液体则证明耐火材料具有气孔贯通性，若未排出贯通液体则证明耐火材料不具有气孔贯通性。由于仅需观察贯通液体的有无，而无需观察贯通液体的流入时间、体积大小，因此，在检测耐火材料烧结成型后是否具有气孔贯通性时，也可以无需设置开关4与密封件6。

当检测不同烧结温度、不同烧结时间、不同粒度级配等条件下所烧结的耐火材料气孔贯通性时，在储液器2中保持同一水位线的原始液体容量，以保证原始液体对不同耐火材料的液体压力相同。当实验过程中储液器2内原始液体减少时，通过进液器1向储液器2内补充原始液体，使储液器2中原始液体容量始终保持同一水位线。根据贯通液体的体积/(实验结束时刻-实验开始时刻)，则能够分别得出不同烧结温度、不同烧结时间、不同粒度级配等条件下所烧结的耐火材料气孔贯通性指标。

可以理解的是，不同成型容器7的长度还可以模拟不同烧结厚度耐火材料的气孔贯通性，通过更换不同长度的成型容器7，将耐火材料在成型容器7中填满烧结，从而模拟不同烧结厚度耐火材料的气孔贯通性。本发明使耐火材料的气孔贯通性不再依赖人为判断，而是根据科学、客观的实验结果进行判断，明确了耐火材料气孔贯通性的标准，能够对实际生产起到积极的指导意义，弥补了该技术领域的空白。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种耐火材料气孔贯通性实验模具，其特征在于，包括：

加液容器，所述加液容器内盛装有原始液体；

成型容器(7)，所述成型容器(7)内装填有烧结成型的耐火材料，所述成型容器(7)与加液容器连通，使所述加液容器内的原始液体流向烧结成型的耐火材料；

检测容器(8)，所述检测容器(8)储存由原始液体流经烧结成型的耐火材料后排出的贯通液体。

2.根据权利要求1所述的耐火材料气孔贯通性实验模具，其特征在于，所述加液容器包括进液器(1)与储液器(2)，所述进液器(1)向储液器(2)内注入原始液体，使所述储液器(2)内的原始液体保持稳定的液位，所述储液器(2)与成型容器(7)连通。

3.根据权利要求2所述的耐火材料气孔贯通性实验模具，其特征在于，所述进液器(1)连接有进液管(9)，所述进液管(9)连接有对原始液体起导流作用的导流管(10)，所述进液管(9)上设置有用于控制原始液体流入储液器(2)的止水阀(11)，所述导流管(10)伸向储液器(2)。

4.根据权利要求3所述的耐火材料气孔贯通性实验模具，其特征在于，所述进液器(1)为漏斗，所述储液器(2)为容量瓶，所述进液管(9)为橡胶管，所述止水阀(11)为止水夹。

5.根据权利要求1所述的耐火材料气孔贯通性实验模具，其特征在于，所述成型容器(7)与加液容器之间连通有连接管(5)，所述加液容器与连接管(5)固定连接，所述成型容器(7)与连接管(5)可拆卸连接，所述连接管(5)上设置有用于控制原始液体流向烧结成型的耐火材料的开关(4)。

6.根据权利要求5所述的耐火材料气孔贯通性实验模具，其特征在于，所述连接管(5)为柔性管，所述成型容器(7)与连接管(5)套接；或者，

所述连接管(5)为刚性管，所述成型容器(7)与连接管(5)扣接、螺栓连接或者螺纹连接。

7.根据权利要求6所述的耐火材料气孔贯通性实验模具，其特征在于，所述连接管(5)与成型容器(7)之间设置有用于防止原始液体外流的密封件(6)，所述成型容器(7)的材质为钢管或者陶瓷管。

8.根据权利要求1所述的耐火材料气孔贯通性实验模具，其特征在于，所述检测容器(8)位于成型容器(7)中贯通液体流出的方向上，所述检测容器(8)具有能够测量贯通液体体积的刻度。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的耐火材料气孔贯通性实验模具，其特征在于，还包括支架(3)，所述加液容器、成型容器(7)以及检测容器(8)均安装在支架(3)上。

10.一种耐火材料气孔贯通性实验方法，其特征在于，使用权利要求1至9中任一项所述的耐火材料气孔贯通性实验模具，包括以下步骤：

S1、将耐火材料装填于成型容器(7)后烧结成型；

S2、将成型容器(7)与加液容器相连接，并且向加液容器内加入原始液体；

S3、记录实验开始时刻，待原始液体流经烧结成型的耐火材料后并且排出贯通液体时，记录结束时刻以及检测容器(8)内贯通液体的体积。

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