CN204789281U - 耐火材料回转渣蚀法抗渣性试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种耐火材料回转渣蚀法抗渣性试验装置，包括试验炉、支撑支架、驱动装置、加热元件、坩埚以及控制柜，其中，试验炉包括刚玉管以及套设于刚玉管外的外壳，刚玉管与外壳之间的间隙填充有耐火炉衬，刚玉管中容纳有多棱柱形的耐火砖试样，耐火砖试样围成的多棱柱为中空设置以容纳炉渣，耐火砖试样与刚玉管之间填充有耐火材料，外壳的两端均设有密封盖将试验炉的两端密封，外壳一侧的密封盖上设有出渣口；驱动装置、坩埚以及试验炉均安装于支撑支架上，驱动装置与试验炉连接以带动其转动，控制柜与加热元件电连接以控制其加热功率。本试验装置对耐火材料测试的过程非常方便。

Description

耐火材料回转渣蚀法抗渣性试验装置

技术领域

本实用新型涉及耐火材料测试设备结构技术领域，尤其涉及一种耐火材料回转渣蚀法抗渣性试验装置。

背景技术

耐火材料作为各种高温设备的衬体，广泛地应用于冶金、陶瓷、玻璃等行业。耐火材料在高温设备生产运行过程中，直接与高温熔体接触，受到热冲击及化学侵蚀等不利因素影响。在耐火材料的研发及应用阶段，常需要模拟耐火材料的这种工作环境以对其性能优劣作出评判。目前采用的方法主要有静态坩锅法以及回转渣蚀法等，试验方法及装置按照国标《GB/T8931-2007耐火材料抗渣性试验方法》的要求执行。

国外查阅到美国检验与材料协会曾颁布一项耐火材料的抗渣性试验方法。该方法将耐火材料制成坩埚，然后将其置于试验炉内，试验时不断向坩埚内加入炉渣，多余炉渣沿流渣槽流出，以炉渣对坩埚的侵蚀和渗透评价材料性能优劣。文献中少有以该方法进行试验的报道，且该方法已废止。

静态坩锅法是将耐火材料试样制成坩埚，内装炉渣，经过高温反应后测量试样剖面的侵蚀量。该方法试验过程中，渣液与试样几乎静止不动，且无法更新渣液。

国内大多采用浸渣通气法，如查阅到莱芜钢铁股份有限公司开发了一种耐火材料抗渣性实验装置，实验过程中将耐火材料试样固定在圆盘型实验托盘上，利用升降装置将试样放入炉膛中的坩埚内，启动旋转装置进行试验。该方法无法进行渣液更新，试验结果与耐火材料实际使用情况存在差距。

回转渣蚀法的试验装置采用一圆筒形炉体，炉体外有驱动装置使其旋转，使用可燃气体对炉内加热，试样砌筑成一个多边中空棱柱体置于炉体内部，作为盛装炉渣的渣池。通过测量试验前后试样的厚度，计算炉渣对试样侵蚀的深度。回转渣蚀法能够较为真实的模拟耐火材料的应用环境，但是也存在一些问题，例如：使用可燃气体加热，有火灾，气体泄漏等隐患；试样需加工成特定尺寸形状，制样繁琐；试验完毕后取出试样容易损坏炉衬等，因此有待改进。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种耐火材料回转渣蚀法抗渣性试验装置，旨在方便对耐火材料进行测试。

为实现上述目的，本实用新型提供一种耐火材料回转渣蚀法抗渣性试验装置，包括试验炉、支撑支架、驱动装置、加热元件、坩埚以及控制柜，其中，

所述试验炉包括刚玉管以及套设于所述刚玉管外的外壳，所述刚玉管与外壳之间的间隙填充有耐火炉衬，所述刚玉管中容纳有多棱柱形的耐火砖试样，所述耐火砖试样围成的多棱柱为中空设置以容纳炉渣，所述耐火砖试样与刚玉管之间填充有耐火材料，所述外壳的两端均设有密封盖将所述试验炉的两端密封，所述外壳一侧的密封盖上设有出渣口，所述耐火炉衬上设置有通孔，所述加热元件安装于所述通孔内；

所述驱动装置、坩埚以及试验炉均安装于所述支撑支架上，所述驱动装置与试验炉连接以带动其转动，所述控制柜与所述加热元件电连接以控制其加热功率。

优选地，所述通孔设有多个，多个所述通孔在耐火炉衬上均匀分布，每一所述通孔内均安装有一所述加热元件，多个所述加热元件之间通过导线串联。

优选地，所述耐火材料回转渣蚀法抗渣性试验装置还包括罩设于所述试验炉外的防护罩，该防护罩安装于所述支撑支架上。

优选地，所述耐火材料回转渣蚀法抗渣性试验装置还包括供气装置，所述外壳一侧的密封盖上设有与所述供气装置连接的供气孔。

优选地，所述驱动装置包括设于所述支撑支架上的齿轮组以及与所述齿轮组连接的马达，所述外壳上设有与所述齿轮组啮合的环状齿轮。

优选地，所述耐火材料回转渣蚀法抗渣性试验装置还包括与所述马达电连接的用于控制其转轴转速的控制器。

优选地，所述耐火材料回转渣蚀法抗渣性试验装置还包括位于所述试验炉的出渣口侧的红外测温仪，该红外测温仪与所述控制柜电连接。

优选地，所述试验炉一侧的密封盖上设有与加热元件电连接的金属圆环，所述金属圆环上开设有凹槽，所述凹槽内安装有供电触片，该供电触片引出的导线接入所述控制柜内。

优选地，所述支撑支架包括台架、位于所述台架上方的且相对于其可转动的台板、用于固定所述台板的插销，以及用于对所述台板进行限位的挡板，其中，所述插销和挡板位于所述台板的两侧，所述挡板固定于所述台架上且位于所述台板下方，所述插销可活动安装于所述台架上。

本实用新型提出的耐火材料回转渣蚀法抗渣性试验装置，使用标准砖试样进行试验即可，不需将试样加工成特定尺寸形状，避免繁琐的制样，测试过程简单方便。另外，通过加热元件对炉渣进行加热，不使用可燃气体对炉内进行加热，杜绝火灾，气体泄漏等隐患。设置了供气装置，可实现各种气氛下的试验；试验炉内设置了刚玉管，试样置于管内，试验完毕后容易取出试样，避免损坏炉衬。另外，试验装置上安装有防护罩，防止烫伤、机械伤害、触电等安全隐患。安装有控制器，方便调节试验炉的转速。本试验装置能够使试验条件与模拟的对象尽量相近，模拟高温下熔融的动态炉渣对耐火材料的渗透、冲刷作用，真实的反应高温设备耐火衬的侵蚀状况，并且简化了试验操作步骤，节约了时间和劳动力，便于应用和推广。

附图说明

图1为本实用新型耐火材料回转渣蚀法抗渣性试验装置优选实施例的结构示意图；

图2为本实用新型一密封盖的主视结构示意图；

图3为本实用新型另一密封盖的主视结构示意图；

图4为图2所示的密封盖的侧视结构示意图；

图5为本实用新型耐火材料回转渣蚀法抗渣性试验装置的局部结构示意图；

图6为本实用新型耐火材料回转渣蚀法抗渣性试验装置中试验炉的结构示意图。

图中，1-试验炉，2-外壳，3-耐火炉衬，4-环状齿轮，5-台架，6-齿轮组，7-马达，8-包边，9-螺栓孔，10-密封盖，11-出渣口，12-供气孔，13-加热元件，14-金属圆环，15-供电触片，16-刚玉管，17-耐火砖试样，18-耐火材料，19-台板，20-转轴，21-防护罩，22-坩埚，23-供气管支架，24-供电触片支架，25-插销，26-挡板，27-控制器，28-气瓶，29-红外测温仪，30-控制柜，31-壳体，32-炉衬。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

参照图1至图6，本优选实施例中，一种耐火材料回转渣蚀法抗渣性试验装置，包括试验炉1、支撑支架、驱动装置、加热元件13、坩埚22以及控制柜30，其中，

试验炉1包括刚玉管16以及套设于刚玉管16外的外壳2，刚玉管16与外壳2之间的间隙填充有耐火炉衬3，刚玉管16中容纳有多棱柱形的耐火砖试样17，耐火砖试样17围成的多棱柱为中空设置以容纳炉渣，耐火砖试样17与刚玉管16之间填充有耐火材料18（具体为耐火砖和耐火纤维），外壳2的两端均设有密封盖10将试验炉1的两端密封，外壳2一侧的密封盖10上设有出渣口11（出渣口11在试验时将其堵住），耐火炉衬3上设置有通孔，加热元件13安装于通孔内；

驱动装置、坩埚22以及试验炉1均安装于支撑支架上，驱动装置与试验炉1连接以带动其转动，控制柜30与加热元件13电连接以控制其加热功率。坩埚22用于盛放炉渣。

参照图6，本实施例中，外壳2为钢制外壳，外壳2为圆柱体结构。外壳2的两侧端面上有圆环状包边8，圆环状包边8上均匀分布有螺栓孔9，以与其左右两侧密封盖10上的螺栓孔对应，使炉体和两侧密封盖10固定在一起。驱动装置包括设于支撑支架上的齿轮组6以及与齿轮组6连接的马达7，外壳2上设有与齿轮组6啮合的环状齿轮4。密封盖10包括壳体31以及炉衬32。

参照图1，支撑支架包括台架5、位于台架5上方的且相对于其可转动的台板19、用于固定台板19的插销25，以及用于对台板19进行限位的挡板26，其中，插销25和挡板26位于台板19的两侧，挡板26固定于台架5上且位于台板19下方，插销25可活动安装于台架5上。具体地，在台板19的前后两侧均设有安装孔，转轴20插入安装孔内且跨设于台架5上，因此，台板19相对于转轴20可转动，通过插销25锁紧台板19。当拔出插销25时，台板19可逆时钟转动，转动台板19，试验炉1内的炉渣在重力作用下向其左侧流淌，然后经其出渣口11倒入正下方的坩埚22内。倒渣完成后，顺时钟转动台板19，通过挡板26对台板19进行限位，待试验炉1复位后（此时台板19水平放置），插上插销25将台板19固定。

进一步地，通孔设有多个（本实施例中设置有5个），多个通孔在耐火炉衬3上均匀分布，每一通孔内均安装有一加热元件13，多个加热元件13之间通过导线串联。此时，可实现对炉渣进行均匀加热。

进一步地，本耐火材料回转渣蚀法抗渣性试验装置还包括供气装置，外壳2一侧的密封盖10上设有与供气装置连接的供气孔12。供气装置包括气瓶28、气管以及安装于台板19上的供气管支架23，气管的一端安装于供气孔12上，从而进行各种气氛下的耐火材料18抗渣性试验。

进一步地，本耐火材料回转渣蚀法抗渣性试验装置还包括罩设于试验炉1外的防护罩21，该防护罩21安装于支撑支架（台板19）上。试验炉1、坩埚22、供气管支架23、供电触片支架24全部放置于防护罩21内，从而防止烫伤、机械伤害以及触电等不安全因素引起的事故。

进一步地，本耐火材料回转渣蚀法抗渣性试验装置还包括与马达7电连接的用于控制其转轴20转速的控制器27。

进一步地，本耐火材料回转渣蚀法抗渣性试验装置还包括位于试验炉1的出渣口11侧的红外测温仪29，该红外测温仪29与控制柜30电连接。红外测温仪29置于试验炉1的左侧，正对出渣口11中心位置，用于测量炉内温度。

结合参照图3和图5，试验炉1一侧的密封盖10上设有与加热元件13电连接的金属圆环14，金属圆环14上开设有凹槽，凹槽内安装有供电触片15，该供电触片15引出的导线接入控制柜30内。多个加热元件13之间通过导线串联，导线的一端穿过一侧的密封盖10与其表面的金属圆环14相连。金属圆环14与供电触片15紧密接触。供电触片15的端头呈“T”型，供电触片15扣入金属圆环14的凹槽内。设置金属圆环14可保证试验炉1在旋转时仍可对其供电。

本耐火材料回转渣蚀法抗渣性试验装置的工作原理如下：将试样组成断面呈多边形的试验镶板，作为试验炉1的内衬，并将其加热到试验温度，并按规定时间承受炉渣的侵蚀与冲刷作用。测量试验前后耐火砖试样17厚度的变化，以比较试样的抗渣性优劣。

具体测试过程如下：试验前测量每块试样的厚度，将试样围绕刚玉管16的内弧砌筑，形成一个多边形中空的棱柱体，耐火砖试样17间的空隙用耐火砖和耐火纤维填实。然后，将刚玉管16整体放入炉内，空隙用耐火纤维填实。将两侧密封盖10装在炉体上，并用耐火纤维填充空隙。让炉体处于水平位置（使其轴线水平），开启控制柜30，按照试验要求设置升温曲线，升温至规定温度后，保温30min后，从出渣口11加入一定重量的炉渣。再升温至试验温度，使其形成渣池，开启马达7，使试验炉1体旋转，保温1h后，将炉体倾斜90°倒渣。倒渣后使炉体复位，再加渣，试验温度下保温1h后，再次将炉体倾斜倒渣。上述过程反复进行，持续5~50h。试验结束后，炉体在倾斜状态下自然冷却。最后，从冷却后的炉体内取出刚玉管16，从刚玉管16中取出耐火砖试样17，沿耐火砖试样17中心垂直于渣蚀面切开，测量耐火砖试样17的厚度。

试验时，可根据模拟对象的具体情况设定试验温度、试验气氛、时间和筒体转速，选择造渣材料，使试验条件与模拟的对象尽量相近。通过测量试验前后耐火砖试样17的厚度，计算炉渣对耐火砖试样17侵蚀的深度，判断试样质量优劣。

本实施例提出的耐火材料回转渣蚀法抗渣性试验装置，使用标准砖试样进行试验即可，不需将试样加工成特定尺寸形状，避免繁琐的制样，测试过程简单方便。另外，通过加热元件13对炉渣进行加热，不使用可燃气体对炉内进行加热，杜绝火灾，气体泄漏等隐患。设置了供气装置，可实现各种气氛下的试验；试验炉1内设置了刚玉管16，试样置于管内，试验完毕后容易取出试样，避免损坏炉衬。另外，试验装置上安装有防护罩21，防止烫伤、机械伤害、触电等安全隐患。安装有控制器27，方便调节试验炉1的转速。本试验装置能够使试验条件与模拟的对象尽量相近，模拟高温下熔融的动态炉渣对耐火材料18的渗透、冲刷作用，真实的反应高温设备耐火衬的侵蚀状况，并且简化了试验操作步骤，节约了时间和劳动力，便于应用和推广。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种耐火材料回转渣蚀法抗渣性试验装置，其特征在于，包括试验炉、支撑支架、驱动装置、加热元件、坩埚以及控制柜，其中，

所述试验炉包括刚玉管以及套设于所述刚玉管外的外壳，所述刚玉管与外壳之间的间隙填充有耐火炉衬，所述刚玉管中容纳有多棱柱形的耐火砖试样，所述耐火砖试样围成的多棱柱为中空设置以容纳炉渣，所述耐火砖试样与刚玉管之间填充有耐火材料，所述外壳的两端均设有密封盖将所述试验炉的两端密封，所述外壳一侧的密封盖上设有出渣口，所述耐火炉衬上设置有通孔，所述加热元件安装于所述通孔内；

所述驱动装置、坩埚以及试验炉均安装于所述支撑支架上，所述驱动装置与试验炉连接以带动其转动，所述控制柜与所述加热元件电连接以控制其加热功率。

2.如权利要求1所述的耐火材料回转渣蚀法抗渣性试验装置，其特征在于，所述通孔设有多个，多个所述通孔在耐火炉衬上均匀分布，每一所述通孔内均安装有一所述加热元件，多个所述加热元件之间通过导线串联。

3.如权利要求1所述的耐火材料回转渣蚀法抗渣性试验装置，其特征在于，还包括罩设于所述试验炉外的防护罩，该防护罩安装于所述支撑支架上。

4.如权利要求1所述的耐火材料回转渣蚀法抗渣性试验装置，其特征在于，还包括供气装置，所述外壳一侧的密封盖上设有与所述供气装置连接的供气孔。

5.如权利要求1所述的耐火材料回转渣蚀法抗渣性试验装置，其特征在于，所述驱动装置包括设于所述支撑支架上的齿轮组以及与所述齿轮组连接的马达，所述外壳上设有与所述齿轮组啮合的环状齿轮。

6.如权利要求5所述的耐火材料回转渣蚀法抗渣性试验装置，其特征在于，还包括与所述马达电连接的用于控制其转轴转速的控制器。

7.如权利要求1所述的耐火材料回转渣蚀法抗渣性试验装置，其特征在于，还包括位于所述试验炉的出渣口侧的红外测温仪，该红外测温仪与所述控制柜电连接。

8.如权利要求1所述的耐火材料回转渣蚀法抗渣性试验装置，其特征在于，所述试验炉一侧的密封盖上设有与加热元件电连接的金属圆环，所述金属圆环上开设有凹槽，所述凹槽内安装有供电触片，该供电触片引出的导线接入所述控制柜内。

9.如权利要求1至8中任意一项所述的耐火材料回转渣蚀法抗渣性试验装置，其特征在于，所述支撑支架包括台架、位于所述台架上方的且相对于其可转动的台板、用于固定所述台板的插销，以及用于对所述台板进行限位的挡板，其中，所述插销和挡板位于所述台板的两侧，所述挡板固定于所述台架上且位于所述台板下方，所述插销可活动安装于所述台架上。