[发明专利]耐火材料的半热态抗热震性实验装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及耐火材料技术领域，特别涉及耐火材料的半热态抗热震性实验装置及其方法。

背景技术

干熄焦的主要设备干熄炉砌体属于竖窑式结构，正压状态的圆筒形直立砌体，整个干熄炉外表被铁壳包围，内层采用不同的耐火砖砌筑而成，炉体自上而下，可分为预存室、斜道区和冷却室。斜道区的耐火材料(俗称牛腿砖)不仅受到焦炭向下流动时的冲击力，还受到向上的循环气体夹带焦粉的冲刷。而且，焦炭、循环气体以及耐火材料的温度沿斜道高度连续变化，特别是斜道区下部的温度在300～700℃之间变化，会产生很大的热应力，当热应力大于耐火材料的内部结合强度时，就会对耐火材料造成损坏，这种损坏的表现形式主要以开裂和剥落为主。

斜道区耐火材料的抗热震性成为衡量其使用性能的最重要指标，抗热震性是指耐火材料抵抗温度急剧变化而不损坏的能力，是耐火材料力学性能和热学性能在温度变化条件下的综合表现。

现有技术中耐火材料的抗热震性实验方法包括：水急冷法、空气急冷法及水急冷—裂纹判定法。但本申请发明人在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：

1、水急冷法需要把试样和水接触并冷却到水温20℃左右，和干熄炉斜道区用耐火材料的工作环境相差较大，由于水的作用或热震次数少而难以判定抗热震性优劣，所以该方法不适用。

2、空气急冷法中试样在950℃下加热时间为30min，此时试样的内外温度保持一致，此时试样内部没有温度梯度，产生不了内部热应力，这和干熄炉斜道区用耐火材料的工作环境特别是烘烤时所受到的快速温度变化的环境不相符合，难以判定抗热震性优劣，所以该方法不适用。

3、水急冷—裂纹判定法是以试样的断裂、破裂或30次循环后仍未损坏作为实验的结束，这无法较为准确的还原干熄炉斜道区用耐火材料在经受若干次急冷急热后所损失的强度，不能准确评价干熄炉斜道区用耐火材料抗热震性能。

发明内容

本申请实施例通过提供耐火材料的半热态抗热震性实验装置及其方法，解决了现有技术中抗热震性实验无法准确模拟干熄炉斜道区耐火材料的使用工况，不能准确评价干熄炉斜道区用耐火材料抗热震性能，实现了准确模拟干熄炉斜道区耐火材料的使用工况，准确还原干熄炉斜道区用耐火材料在经受若干次急冷急热后所损失的抗折强度，并用量化了耐火材料的半热态抗热震性。

本申请实施例提供了一种耐火材料的半热态抗热震性实验装置，用于检测实验试样，所述实验装置包括：

抗折实验仪，用于测定所述实验试样的常温抗折强度及高温抗折强度；

热震炉，用于对所述实验试样进行加热；

风机，用于对加热后所述实验试样进行冷却；

测温仪，用于检测冷却后的所述实验试样的表面温度；

其中，通过将所述实验试样反复经过所述热震炉加热过程及所述风机冷却过程后完成热震实验；将完成所述热震实验后的所述实验试样置于所述抗折实验仪中测试所述常温抗折强度。

作为优选，所述常温抗折强度包括：第一常温抗折强度及第二常温抗折强度；

所述实验试样，呈长方体结构，由所述耐火材料按照设定尺寸制成，包括：

第一实验试样组，置于所述抗折实验仪中在室温环境下测试所述第一常温抗折强度；

第二实验试样组，置于所述抗折实验仪中在高温环境下测试所述高温抗折强度；

第三实验试样组，经过所述热震实验后，置于所述抗折实验仪中在室温环境下测试所述第二常温抗折强度；

其中，所述第二常温抗折强度与所述第一常温抗折强度及高温抗折强度能通过强度损失公式分别计算出第一强度损失率及第二强度损失率；所述第一强度损失率及第二强度损失率是所述耐火材料热震性的参数指标。

作为优选，所述测温仪为激光温度仪；

所述风机对加热后的所述第三实验试样组进行冷却，当所述激光温度仪检测到所述第三实验试样组的表面温度达到设定值时，停止冷却。

作为优选，所述强度损失公式为：

μ_c＝(P_c-P_r)/P_c·100％；

μ_g＝(P_g-P_r)/P_g·100％；

其中，P_r为第二常温抗折强度；P_c为第一常温抗折强度；P_g为高温抗折强度；μ_c为第一强度损失率；μ_g为第二强度损失率。