[發明專利]一種檢測干式搗打耐火材料燒結性能的裝置及方法

有效

• 申請號: 201610551633.0
• 申請日: 2016-07-13
• 公開（公告）號: CN106197027B
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 李志堅;劉洋;李和禎;丁達飛;徐若夢;劉棋
• 申請（專利權）人: 遼寧科技大學
• 主分類號: F27B17/02
• 分類號: F27B17/02
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所21224
• 代理人: 張群

技術領域

本發明涉及耐火材料技術領域，尤其涉及一種檢測干式搗打耐火材料燒結性能的裝置及方法。

背景技術

干式搗打耐火材料在使用過程應當具有良好的燒結梯度，即：高溫表面應該快速燒結形成堅固、具有高溫強度的燒結層，抵抗鋼水運動產生的機械應力和鋼水、熔渣侵蝕滲透；內部適當部位形成未燒結層，一方面可以充當保溫層減緩熱量損失，另一方面可以有效阻止燒結層產生裂紋時金屬液的進一步滲漏從而防止事故發生。干式搗打料被廣泛應用于冶煉行業的感應電爐工作襯、電爐爐底及中間工作襯材料等。干式搗打料的燒結性能主要體現在燒結溫度、密度、氣孔及燒結層厚度與未燒結層厚度比例等。其燒結強度過高、燒結層太厚對應的未燒結層較薄，熱量散失較快不利于節能環保，同時使用過程中材料整體易于斷裂；反之燒結層太薄反映燒結強度低，抵抗熔渣侵蝕、鋼水剪切及機械磨損作用較弱，容易導致爐襯損毀，因而適宜的燒結性是反映干式搗打料性能的關鍵指標。

目前評價感應電爐、中間包及電爐爐底等用干式搗打耐火材料的燒結性能，基本是通過現場使用經驗或脫離使用環境的下的測試(在電爐內分溫度段全燒結的方法)，沒有貼近其使用條件的具體有效的量化評價方式，導致干式搗打耐火材料的開發周期長，使用效果不理想。專利(CN104897715A)公開了一種檢測引流砂燒結性能的方法及其裝置，其中提到該裝置可用于評價感應電爐、中間包干式搗打料在單面受熱使用情況下的燒結狀態。利用該裝置可在一定程度上測試干式搗打料的燒結情況，但該方法主要針對于模擬鋼包用引流砂在鋼水靜壓力作用下的燒結與使用狀態，進行其他干式搗打料燒結性能實驗時，一次只能測試一個試樣，缺乏平行對比試驗，對于開發新型干式搗打料研究時間長，工作量大，消耗費用高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種檢測干式搗打耐火材料燒結性的裝置及方法，模擬感應電爐、中間包、煉鋼電爐等高溫設備在使用過程中干式搗打料燒結狀態，直觀評價、預測干式搗打料燒結溫度、燒結層強度、厚度、抗侵蝕狀態及與未燒結層比例等與使用狀態密切相關的性能。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案實現：

一種檢測干式搗打耐火材料燒結性能的裝置，包括高溫電爐、移動裝料工作臺及振動搗打裝置，高溫電爐底部設有移動裝料工作臺作為高溫電爐爐膛底部結構，可與電爐對接或移走，振動搗打裝置對移動裝料工作臺上試樣進行振動搗打成形，高溫電爐內采用硅鉬棒發熱體安裝于爐膛頂部，高溫電爐由計算機控溫系統控溫。

所述移動裝料工作臺上部由耐火襯磚砌筑，移動裝料工作臺上設有若干個試樣槽，試樣槽內放置用于承裝試樣的坩堝。

所述的振動搗打裝置包括振動電機、上振動板、下振動板、彈簧、搗料柱，上、下振動板之間設有彈簧，上振動板上方固定連接振動電機，下振動板下方固定連接與試樣槽位置對應的搗料柱。

所述的高溫電爐工作溫度為25℃～1700℃。

所述的試樣槽為4～10個。

所述的搗料柱直徑小于坩堝內徑。

一種檢測干式搗打耐火材料燒結性能的方法，其實施步驟如下：

1)打開爐門，將移動裝料工作臺從高溫電爐內移出并且固定；

2)根據試驗材料的要求，選擇適當材質及數量的坩堝，坩堝內裝入試驗用的干式搗打料，充填高度距坩堝上沿5～8mm；

3)將裝有試樣的坩堝放入移動裝料工作臺的試樣槽內，坩堝與試樣槽的空隙部位用搗打料散料充滿搗實；

4)將振動搗打裝置放在移動裝料工作臺上方，將搗料柱分別壓在坩堝內的試樣上面，啟動振動電機，根據需要確定振動時間；

5)振動停止后，豎直向上將振動搗打裝置脫離移動裝料工作臺，記錄振搗后試樣上面與坩堝上沿的距離；

6)將移動裝料工作臺推至電爐爐膛下部并與爐膛對接并且鎖緊，關閉爐門，如有縫隙用耐火纖維材料密封；

7)在計算機內設定電爐升溫、恒溫與降溫曲線，啟動電爐電源開關，試樣單面燒結試驗開始；

8)試樣單面燒結實驗結束待爐溫降至室溫后，解除移動工作臺與電爐之間的鎖緊裝置，打開爐門，將移動裝料工作臺移出，取出坩堝；

9)測量并記錄各個試樣表面與相應坩堝上沿距離，并與試驗前數據對比，該數據反映試樣的燒結過程中膨脹特性；

10)從坩堝內取出燒結后試樣，觀察測量各試樣燒結強度、燒結及未燒結層厚度、燒結層斷裂情況，若試樣與坩堝粘接，可采用金剛石切割機縱向切開進行觀察測量。