[發明專利]一種耐火材料導熱檢測試驗爐及其檢測方法

有效

• 申請號: 201711006781.5
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN107860228B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發明（設計）人: 馬淑龍;孫艷粉;呂雪鋒;王治峰;馬飛;孔祥魁;張德義;倪高金;張積禮;高長賀
• 申請（專利權）人: 北京金隅通達耐火技術有限公司;鞏義通達中原耐火技術有限公司
• 主分類號: F27B17/02
• 分類號: F27B17/02;G01N25/20
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 陳勇

技術領域

本發明屬于耐火材料技術領域，具體涉及一種耐火材料導熱檢測試驗爐及利用該檢測試驗爐檢測耐火材料導熱性能的方法。

背景技術

耐火材料作為工業窯爐中常用的窯襯材料，是不可缺少的結構材料和功能材料之一，它的設計和配置、施工和應用，以及相關的工藝和設備條件一起，共同對工業窯爐的壽命、產能、能耗產生影響，以及機組表面散熱損失起決定性作用。

耐火材料的導熱能力與其化學礦物組成、組織結構及溫度有密切的關系。材料的化學組分越復雜，雜質含量越多，熱導率降低的越明顯，同時耐火材料內部氣孔的存在，也使熱導率降低。對于一些各項異性顯著、熱膨脹系數相差加大的多相復合耐火材料，由于存在大的內應力，沿著晶界會出現微裂紋，使熱流受到阻礙，材料的熱導率有明顯的降低。

目前現有的耐火材料導熱系數測試方法通常采用的是GB/T5990-2006《耐火材料導熱系數試驗方法》中介紹的十字熱線法和平行熱線法。十字熱線法適用于測量溫度不大于1250℃、導熱系數小于1.5W/(m·K)的輕質耐火材料，平行熱線法適用于測量溫度不大于1250℃、導熱系數小于25W/(m·K)的重質耐火材料。這兩種檢測方法可以檢測耐火材料不燒磚和預制件，但不能測量非均質材料和含有纖維的材料。

但是對于非均質的復合型的耐火材料(例如復合磚)，由于其成分為非均質，目前其導熱性能測試還沒有相關的國家標準，為了測試非均質復合磚的導熱性能，目前行業中通常采用在復合磚測試試樣(220*198mm)的后端面15mm與100mm處與磚的中心線交叉點刻兩個V字型槽，把熱線絲埋進槽內以同種材質的試樣磨成粉覆蓋其上，然后將測試試樣擺在爐膛處后端面與爐門平齊，上下左右用保溫棉填充密實，進行測試。該測試方法存在測試試樣制備繁瑣、操作復雜、測試結果不準確等缺點。所以根據現代化市場的需要，設計一種直觀表征耐火材料在工業窯爐使用情況、并且適用于非均質體系的耐火材料的檢測試驗爐體結構，并且其最高試驗溫度可達1650℃，就顯得非常的必要。

發明內容

本發明的目的是提供一種耐火材料導熱檢測試驗爐及利用該檢測試驗爐檢測耐火材料導熱性能的方法。該試驗爐不但有效的提高了非均質體系的耐火材料和復合型耐火磚的導熱檢測效率，同時還提高了復合型耐火磚的檢測精度，有效的幫助工作人員繪制相關復合耐火磚的導熱溫度曲線。而且該測試方法測試過程簡單，可操作性強，最高試驗溫度可達1650℃，提高了復合型耐火材料的檢測精度。

本發明采用的技術方案為：

一種耐火材料導熱檢測試驗爐，包括檢測試驗爐本體，所述檢測試驗爐本體主要由耐火磚體砌筑而成，檢測試驗爐本體的底部設置有平臺底座；所述檢測試驗爐本體的內部開設有檢測試驗腔體，所述檢測試驗腔體包括中間部位設置的加熱腔體以及在加熱腔體兩端設置的檢測腔體，加熱腔體和檢測腔體之間相互連通；在加熱腔體的上部設置有與加熱腔體相連通的呈矩陣排列的多個加熱槽，在加熱槽內設置有深入加熱腔體內部的加熱棒體；所述檢測試驗爐本體的外側兩端均設置有與檢測腔體位置相對應的紅外線測溫儀。

根據上述的一種耐火材料導熱檢測試驗爐，在檢測腔體與加熱腔體的連接處設置有耐火型框架擋板。

根據上述的一種耐火材料導熱檢測試驗爐，所述加熱棒體為硅鉬棒。

利用上述耐火材料導熱檢測試驗爐檢測耐火材料導熱性能的方法，包括以下步驟：

(1)將待測耐火材料制成尺寸大小相同的試塊，將試塊的上下表面磨平，然后將試塊水平放置進行平行疊加，組成一組試樣，以同樣方法組成兩組試樣；

(2)將兩組試樣分別水平放置在耐火材料導熱檢測試驗爐加熱腔體兩端的檢測腔體中，放置時試樣的一端與檢測腔體的開口平齊，然后將試樣除兩端以外的四個面與檢測腔體之間的縫隙均用保溫棉填充密實；

(3)打開耐火材料導熱檢測試驗爐的電源控制開關，利用加熱腔體內部設置的加熱棒體對加熱腔體進行加熱，將加熱腔體升溫至檢測需要的目標溫度，然后進行保溫4h-5h；

(4)保溫過程結束時，用紅外線測溫儀檢測與檢測腔體的開口平齊的試樣一端的溫度，得到試樣檢測溫，根據試樣檢測溫度來判斷耐火材料的導熱性能。

根據上述的方法，優選地，所述耐火材料為耐火磚；更優選地，所述耐火材料為水泥回轉窯用耐火磚。

根據上述的方法，優選地，所述試塊為長方體試塊或正方體試塊。

根據上述的方法，優選地，所述長方體試塊的尺寸為長×寬×高為(200±20)mm×(200±5)mm×(75±10)mm。