CN215492890U - 一种用于测试含碳耐火材料热震稳定性的试验炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于测试含碳耐火材料热震稳定性的试验炉，包括炉体，炉体的内部设有炉衬，炉衬的内部开设有冷却室和加热室，冷却室和加热室之间设有将两室进行连通及分隔的可升降隔板，冷却室和加热室的底部为带有滑轨的底板，本实用新型设计结构简单、使用便捷，通过在隔绝空气的条件下对试样进行急速加热并且使用惰性气体N₂对试样进行急冷，有效避免了含碳耐火材料中的碳在高温下发生流失的情况，通过在冷却室内的固定位置对试样的表面均匀喷吹N₂，避免了不同试样受冷不均的现象，放置在载样板上的试样可以在加热室和冷却室之间往返移动，可以根据实际需要对试样进行多次热震试验。

Description

一种用于测试含碳耐火材料热震稳定性的试验炉

技术领域

本实用新型属于试验炉设计技术领域，具体涉及一种用于测试含碳耐火材料热震稳定性的试验炉。

背景技术

含碳耐火材料由于其优良的抗各种液态金属或熔渣侵蚀的性能，被广泛地应用于钢铁工业的转炉、水口和滑板等部位。然而，如何真实和准确地评价含碳耐火材料的热震稳定性，也是长期以来困扰耐火材料科技工作者的一大难题。由于含碳耐火材料在高温下与空气接触后，其中的碳将氧化成CO₂或CO而流失，从而导致材料的导热系数、弹性模量等一系列性能发生改变并影响到其热震稳定性。目前，目前在耐火材料领域使用的一系列测试耐火材料热震稳定性的方法中，都是将待测材料在空气气氛下快速加热，这样势必造成碳的氧化和流失。从而无法准确地评价含碳耐火材料的热震稳定性。因此，亟需一种能够使含碳耐火材料在隔绝空气的条件下进行热震稳定性测试的试验炉来解决上述问题。

发明内容

本实用新型为了解决测试含碳耐火材料的热震稳定性的技术问题，提供一种用于测试含碳耐火材料热震稳定性的试验炉，其结构设计简单合理、使用便捷，该试验炉分为两个室，分别为加热室和冷却室，两个室之间用隔板分隔且都在隔绝空气的条件下工作。试样在载样板上定点放置，在两个推样机构的推动下可以在两个室之间往返移动。试样首先放置在冷却室里，隔板升起后，由推样机构推至已升温到一定温度的加热室内并保温一段时间，然后升起隔板，由另一侧的推样机构将试样和载样板推至冷却室的固定位置并同时落下隔板。然后由位于试样上方的冷却喷嘴向试样表面喷吹常温氮气，待试样冷却后取出，用试样经过热震前后的强度的下降率或保持率来评价材料的热震稳定性。

本实用新型所采用的技术方案是：一种用于测试含碳耐火材料热震稳定性的试验炉，包括炉体，炉体的内部设有炉衬，炉衬的内部开设有冷却室和加热室，冷却室和加热室之间设有将两室进行连通及分隔的可升降隔板，冷却室和加热室的底部为带有滑轨的底板，滑轨上方滑动连接有可沿滑轨长度方向往复运动的载样板，试样放置在载样板的上表面固定位置；在加热室内设有对加热室室内环境进行加热的发热体，在冷却室内连通有氮气吹气管，氮气吹气管上安装有氮气进气阀门，在氮气吹气管上安装有管前压力表。

所述炉体底部安装有用以将冷却室与加热室内部的空气进行排出的真空泵。

所述炉体靠近冷却室的一侧开设有放气口，放气口的外侧端部安装有放气阀。

所述冷却室的外部安装有用以对炉内压力进行监测的炉内压力表。

所述加热室内安装有热电偶。

所述炉体的两侧位置安装有用以驱动载样板沿着滑轨进行往复运动的推样机构。

所述推样机构包括安装在炉体两侧、且穿过两侧炉衬的推杆，推杆与炉体的连接处安装有耐高温石墨密封圈，推杆为碳化硅材质，推杆与炉衬之间为活动连接。

所述推样机构还包括设置在推杆外端、且用以将推杆进行推动的驱动装置。

在冷却室的外部侧墙上安装有可紧密封闭的炉门。

这种用于测试含碳耐火材料热震稳定性的试验炉，在使用时，将多个待测试样按固定位置放置在载样板上，放入冷却室内预设置的起点位置处，关闭炉门并将炉门锁紧，首先启动炉底真空泵，抽出炉内空气，使炉内的剩余压力小于规定数值，落下隔板，并将发热体通电加热，使加热室内的温度升至预定温度后，将隔板提升至一定高度，启动冷却室一侧的推样机构，将载样板和试样推至加热室内的固定位置，待加热室内的温度回升至预定温度且保持一定时间后（温度和保温时间可根据实际需要而定），提起隔板至一定高度，启动加热室一侧的推样机构，将载样板和试样推至冷却室内的固定位置并落下隔板；此时，打开氮气瓶开关并使管前压力保持恒定后再打开进气开关，对试样的表面进行急速冷却，期间若炉内的压力超过规定压力，则打开冷却室外部的放气阀放出部分氮气，但不可使炉内压力降至零压以防止外界空气进入；冷却一定时间后，可以打开侧面的炉门，将试样取出后测量其残余抗折强度。也可以再次提起隔板，启动冷却室一侧的推样机构将载样板和试样推至加热室内的固定位置以重复上述过程，从而对试样进行多次热震试验，使测试结果更符合实际工作情况。

所述炉衬的内部开设有冷却室和加热室，冷却室和加热室之间设有将两室进行连通及分隔的可升降隔板；这样设置的目的是：能够在不同的工作状态下，利用隔板将冷却室和加热室进行分隔或连通；即在加热时，试样处于加热室内进行加热，加热完成后，隔板升起，试样可被推至冷却室内进行冷却，整个过程中不会有外界空气对试样进行干扰，避免造成试样中碳的氧化和流失，为准确评价含碳耐火材料的热震稳定性提供了条件。

所述冷却室和加热室的底部为带有滑轨的底板，滑轨上方滑动连接有可沿滑轨长度方向往复运动的载样板，试样放置在载样板的上表面固定位置；这样设置的目的是：其中，可升降隔板、冷却室和加热室的底板、以及炉衬所采用的材质为低导热材质，避免加热室过多地向冷却室传热；滑轨贯穿冷却室和加热室，从而便于使得载样板在加热室和冷却室内进行移动，具有工作效率高、操作简单的优点。

所述在加热室内设有对加热室室内环境进行加热的发热体，在冷却室内连通有氮气吹气管，氮气吹气管上安装有氮气进气阀门，在氮气吹气管上安装有管前压力表；这样设置的目的是：发热体用以当试样移动至加热室内部之后，对试样进行急速加热，冷却室内连通的氮气吹气管用以连接外部氮气瓶，在试样加热完成后，便于往冷却室内通入氮气用以使试样急速冷却，管前压力表用以实时监测炉内的压力。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型设计结构简单、使用便捷，通过在隔绝空气的条件下对试样进行急速加热并且使用惰性气体N₂对试样进行急冷，有效避免了含碳耐火材料中的碳在高温下发生流失的情况，通过在冷却室内的固定位置对试样的表面均匀喷吹N₂，避免了不同试样受冷不均的现象，放置在载样板上的试样可以在加热室和冷却室之间往返移动，可以根据实际需要对试样进行多次热震试验。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的侧视结构示意图。

图中标记：1、炉体；2、推样机构；3、推杆；4、耐高温石墨密封圈；5、放气阀；6、冷却室；7、管前压力表；8、氮气吹气管；9、载样板；10、试样；11、隔板；12、发热体；13、加热室；14、热电偶；15、滑轨；16、真空泵；17、炉门；18、炉衬；19、底板；20、炉内压力表；21、氮气进气阀门。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步的详细说明。

如图所示，一种用于测试含碳耐火材料热震稳定性的试验炉，包括炉体1，炉体1的内部设有炉衬18，炉衬18的内部开设有冷却室6和加热室13，冷却室6和加热室13之间设有将两室进行连通及分隔的可升降隔板11，可升降隔板11与炉体的连接处安装有耐高温石墨密封圈4，用以起到密封的作用，冷却室6和加热室13的底部为带有滑轨15的底板19，滑轨15上方滑动连接有可沿滑轨15长度方向往复运动的载样板9，试样10放置在载样板9的上表面固定位置；在加热室13内设有对其室内环境进行加热的发热体12，在冷却室6内连通有氮气吹气管8，氮气吹气管8上安装有氮气进气阀门21，在氮气吹气管8上安装有管前压力表7。

所述炉体1底部安装有用以将冷却室6与加热室13内部的空气进行排出的真空泵16，真空泵16用以抽出冷却室6和加热室13内的空气，使得炉内剩余压力小于规定压力，以满足试验的需求。

所述炉体1靠近冷却室6的一侧开设有放气口，放气口的外侧端部安装有放气阀5，开设放气口和放气阀5的目的是为了在通入氮气后，炉内的压力超过规定压力时，开启放气阀5，将部分氮气排出。

所述所述冷却室6的外部安装有用以对炉内压力进行监测的炉内压力表20，用以在工作时实时的对炉内压力进行监测。

所述加热室13内安装有热电偶14，用以监测加热室13内的温度情况。

所述炉体1的两侧位置安装有用以驱动载样板9沿着滑轨15进行往复运动的推样机构2，所述推样机构2包括安装在炉体1两侧、且穿过两侧炉衬18的推杆3，推杆3与炉体1的连接处安装有耐高温石墨密封圈4，推杆3为碳化硅材质，推杆3与炉衬18之间为活动连接，即推杆3可沿自身长度方向进行往复运动。

所述推样机构2还包括设置在推杆3外端、且用以将推杆3进行推动的驱动装置，其中，驱动装置可采用电机、丝杠、丝母的结构方式，电机带动丝杆转动，丝杆带动丝母沿着丝杆长度方向进行运动，而推杆3安装在丝母上，在丝母运动时，可带动推杆3进行移动，推杆3最终带动其端部的载样板9进行移动，炉体1两侧均安装同样的驱动装置，从而实现载样板9的来回移动；或者，驱动装置也可采用气缸驱动的方式，气缸安装在炉体1两侧位置，气缸的伸缩杆连接推杆3，采用气缸作为动力源来带动推杆3的运动，完成试样10来回移动的工作效果；驱动装置的具体结构及其工作原理属于现有技术中常规的技术方案，在此不作过多赘述。

在冷却室6的外部侧墙上安装有可紧密封闭的炉门17，用以在初始状态下将炉门17开启，将试样10放入载样板9上，并将载样板9放入炉内，以及在结束时，将炉门17开启，将试样10取出。

这种用于测试含碳耐火材料热震稳定性的试验炉，在使用时，将多个待测试样10按固定位置放置在载样板9上，放入冷却室6内预设置的起点位置处，关闭炉门17并将炉门17锁紧，首先启动炉底真空泵16，抽出炉内空气，使炉内的剩余压力小于规定数值，落下隔板11，并将发热体12通电加热，使加热室13内的温度升至预定温度后，将隔板11提升至一定高度，启动冷却室6一侧的推样机构2，将载样板9和试样10推至加热室13内的固定位置，待加热室13内的温度回升至预定温度且保持一定时间后（温度和保温时间可根据实际需要而定），提起隔板11至一定高度，启动加热室13一侧的推样机构2，将载样板9和试样10推至冷却室6内的固定位置并落下隔板11；此时，打开氮气瓶开关并使管前压力保持恒定后再打开进气开关，对试样10的表面进行急速冷却，期间若炉内的压力超过规定压力，则打开冷却室6外部的放气阀5放出部分氮气，但不可使炉内压力降至零压以防止外界空气进入；冷却一定时间后，可以打开侧面的炉门17，将试样10取出后测量其残余抗折强度。也可以再次提起隔板11，启动冷却室6一侧的推样机构2将载样板9和试样10推至加热室13内的固定位置以重复上述过程，从而对试样10进行多次热震试验，使测试结果更符合实际工作情况。

Claims (9)

1.一种用于测试含碳耐火材料热震稳定性的试验炉，其特征在于：包括炉体，炉体的内部设有炉衬，炉衬的内部开设有冷却室和加热室，冷却室和加热室之间设有将两室进行连通及分隔的可升降隔板，冷却室和加热室的底部为带有滑轨的底板，滑轨上方滑动连接有可沿滑轨长度方向往复运动的载样板，试样放置在载样板的上表面固定位置；在加热室内设有对加热室室内环境进行加热的发热体，在冷却室内连通有氮气吹气管，氮气吹气管上安装有氮气进气阀门，在氮气吹气管上安装有管前压力表。

2.根据权利要求1所述的一种用于测试含碳耐火材料热震稳定性的试验炉，其特征在于：炉体底部安装有用以将冷却室与加热室内部的空气进行排出的真空泵。

3.根据权利要求1所述的一种用于测试含碳耐火材料热震稳定性的试验炉，其特征在于：炉体靠近冷却室的一侧开设有放气口，放气口的外侧端部安装有放气阀。

4.根据权利要求1所述的一种用于测试含碳耐火材料热震稳定性的试验炉，其特征在于：冷却室的外部安装有用以对炉内压力进行监测的炉内压力表。

5.根据权利要求1所述的一种用于测试含碳耐火材料热震稳定性的试验炉，其特征在于：加热室内安装有热电偶。

6.根据权利要求1所述的一种用于测试含碳耐火材料热震稳定性的试验炉，其特征在于：炉体的两侧位置安装有用以驱动载样板沿着滑轨进行往复运动的推样机构。

7.根据权利要求6所述的一种用于测试含碳耐火材料热震稳定性的试验炉，其特征在于：推样机构包括安装在炉体两侧、且穿过两侧炉衬的推杆，推杆与炉体的连接处安装有耐高温石墨密封圈，推杆为碳化硅材质，推杆与炉衬之间为活动连接。

8.根据权利要求1所述的一种用于测试含碳耐火材料热震稳定性的试验炉，其特征在于：推样机构还包括设置在推杆外端、且用以将推杆进行推动的驱动装置。

9.根据权利要求1所述的一种用于测试含碳耐火材料热震稳定性的试验炉，其特征在于：在冷却室的外部侧墙上安装有可紧密封闭的炉门。

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