專利名稱：一種立式耐火度試驗爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于一種試驗爐，特別涉及一種用于測試耐火材料耐火度的耐火度試
驗爐。
背景技術(shù)：
耐火度是耐火材料的基本、經(jīng)典、重要的性能。其測試原理為，"將耐火原料或制品 制成的試錐與已知耐火度的標準溫錐一起栽在錐臺上，在規(guī)定的條件下加熱并比較試錐與 標準溫錐的彎倒情況來表示試錐的耐火度"。 我國國家標準《GB/T 7322-1997耐火材料耐火度試驗方法》等同采用了國際標準 《IS0 528 :1993耐火制品一高溫錐等當值(耐火度)的測定》，該標準示出試驗爐采用立式 管狀爐(也稱井式試驗爐)或箱式爐，也允許采用燃氣爐，爐內(nèi)應(yīng)保持氧化氣氛。 滿足上述標準的試驗爐，主要是立式管狀炭粒電阻爐，其結(jié)構(gòu)為在立式金屬爐殼 內(nèi)為隔熱材料，隔熱材料內(nèi)為耐高溫鎂質(zhì)制品及加熱炭粒。高溫鎂質(zhì)爐襯自上而下分三段， 上、下段為低溫帶，起隔熱保溫作用，中間段為高溫帶；高溫帶和低溫帶的外徑相同，但高溫 帶的內(nèi)經(jīng)遠遠小于低溫帶。在低溫帶和高溫帶內(nèi)插入用鎂質(zhì)材料制成的鎂砂管，在鎂砂管 和高溫帶、低溫帶之間填充炭粒。在上低溫帶炭粒層的上端面和下低溫帶炭粒層的下端面 分別墊一個石墨墊環(huán)，石墨墊環(huán)之外緊貼著金屬電極，電極通過電纜與可控電源相接；金屬 電極制成能通流動水的環(huán)狀水套，用流水冷卻之。鎂砂管的內(nèi)徑最小為80mm，鎂砂管內(nèi)設(shè) 置安放試驗溫錐和標準溫錐的耐火支撐棒，支撐棒可回轉(zhuǎn)并可上下調(diào)整。其不足之處因其 以焦炭粒為發(fā)熱體，裝爐時必須用鋼釬搗緊，故①經(jīng)多次搗緊操作和高溫發(fā)熱后，部分炭粒 被搗碎或燒損、粉化，炭粒之間的緊密程度發(fā)生變化，因而其電熱性能變差，必須經(jīng)常更換 并篩去破損部分；更換和篩分炭粒工作，勞動強度大，而且嚴重污染環(huán)境，難以實現(xiàn)自動控 制；②依靠炭粒之間接觸導(dǎo)電，要求大電流，在電源設(shè)置時其變壓器功率為40Kw，耗電量很 大，浪費能源；③鋼釬搗緊炭粒往往要在高溫下操作，勞動強度大、安全性差；④設(shè)備龐大、 笨重。 寶鋼集團上海梅山有限公司的專利《一種耐火度爐》(專利號200420021828. 7)為 了解決立式管狀炭粒電阻爐的炭粒分布不均易造成高溫區(qū)不均、鎂砂管易損的不足，在上 金屬電極的上方放置壓鐵及增重裝置(重砣)，但是此舉依然未能解決更換炭粒的污染大、 強勞動和耗電量高等缺點。 鞍山焦化耐火材料設(shè)計研究院的專利《自動升降旋轉(zhuǎn)式耐火度測定儀》(專利號 92210103. 5)為了克服炭粒爐的不足，采用4支U形硅化鉬棒為發(fā)熱體，但其使用溫度低，最 高使用溫度為171(TC，不能滿足耐火度值達180(TC乃至200(TC的耐火材料耐火度試驗要求。 武漢科技大學(xué)的專利《一種用于檢測耐火材料耐火度的高溫電爐》(專利號 200710053436. 7)為了克服硅化鉬發(fā)熱體使用溫度低的不足，在爐襯內(nèi)垂直安裝4_16根 鉻酸鑭棒為發(fā)熱體，最高使用溫度為190(TC，適用于長期反復(fù)在室溫至180(TC的條件下工作。但是鉻酸鑭發(fā)熱體 在高溫下有少量(>203揮發(fā)，容易擴散或污染樣品，為了防止污染， 必須用高純剛玉管把發(fā)熱體和樣品隔開；②鉻酸鑭元件較脆，安裝、維修時必須特別小心， 以免損壞；③在高溫下強度降低，其自重就可能拉斷發(fā)熱元件本身，為此在使用過程中就必 須加托架保護發(fā)熱體；④高溫下受堿侵蝕嚴重?！渡綎|冶金》2005年第2期，濟南鋼鐵公司張合兵、石磊、周剛德、劉暉等四人在《新 型耐火度測定儀的研制》一文中公開了一種"臥式管式耐火度測定爐"的結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)為 發(fā)熱體為硅碳管，在硅碳管的內(nèi)外分別安裝高純剛玉管作為內(nèi)、外爐管；硅碳管兩端與爐管 之間用柔性石墨箔纏繞、塞緊縫隙，以隔絕氧氣進入；外爐管中心處加入少量純凈石墨粉， 在硅碳管表面涂刷自愈合型高溫防氧化涂料，確保硅碳管在高溫條件下不受氧化。其不足 之處發(fā)熱體硅碳管"致命缺點是高溫時易于氧化，使用溫度低，在氧化氣氛中使用溫度不 能超過145CTC "。為了防止氧化，必須采取加純凈石墨粉、涂刷自愈合型高溫防氧化涂料、纏 繞柔性石墨箔等措施，操作繁瑣而質(zhì)量難于保證。目前未見生產(chǎn)。 滿足上述標準的燃氣爐，爐體約300mmX300mmX400mm，設(shè)置有多個燒嘴，在燒嘴 形成的爐膛內(nèi)設(shè)置隔焰管，管內(nèi)放置試錐和標準錐。在耐火度試驗方法標準文本的備注中， 特別指出"某些用碳氫化合物和氧氣燃燒的爐子，氣氛中有高含量的水蒸氣和還原氣體，必 須用高性能的耐火管(板)將錐臺、標準測溫錐、試錐與火焰和氣體隔開。"。此技術(shù)的不足 之處燃氣爐不僅存在水汽、氣流、氣氛等難以控制，對試驗結(jié)果產(chǎn)生誤差影響，而且存在使 用燃氣的安全隱患，現(xiàn)已無企業(yè)生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于克服立式管狀炭粒電阻爐的耗能高、污染環(huán)境、難以自動
控制和鉻酸鑭發(fā)熱元件質(zhì)脆、易損、揮發(fā)及臥式管式耐火度測定爐為防止硅碳管被氧化操 作復(fù)雜繁瑣等不足，提供一種立式耐火度試驗爐。
本實用新型的目的可以采取以下技術(shù)方案來實現(xiàn)所述的立式耐火度試驗爐包括 爐殼、耐火爐襯以及爐膛，在爐膛內(nèi)設(shè)置高溫支撐棒，高溫支撐棒上設(shè)置用于安裝試錐、標 準溫錐的錐盤，在耐火爐襯內(nèi)設(shè)置易于實現(xiàn)升溫速率可自動控制的氧化鋯發(fā)熱體。 所述的氧化鋯發(fā)熱體為直形棒，其使用溫度高于2000°C。 所述的耐火爐襯為管形，是由耐火纖維制品、氧化鋁空心球制品以及鎂質(zhì)制品復(fù)
合砌筑而成，從爐殼到爐膛依次為耐火纖維制品、氧化鋁空心球制品以及鎂砂制品。
本實用新型的優(yōu)點以氧化鋯發(fā)熱體作為加熱元件，潔凈、衛(wèi)生、壽命長，避免了
炭粒爐更換炭粒時的環(huán)境污染和強勞動；爐襯結(jié)構(gòu)簡單，輕盈，加熱時所需功率小(約需
10Kw)，節(jié)約能源；避免了臥式管式耐火度測定爐為防止硅碳管被氧化的復(fù)雜繁瑣，并且加
熱過程操作穩(wěn)定可靠；與電源連接簡單可靠，省去了結(jié)構(gòu)復(fù)雜、笨重的金屬水套、石墨電極、
大功率變壓器等部件，整體結(jié)構(gòu)簡單、美觀；升溫速率的控制可程序化，易實現(xiàn)自動控制。采
用耐火纖維制品、氧化鋁空心球制品制成的圓管作為耐火爐襯，保溫效果好，散熱少，節(jié)約
能源；而且爐襯厚度小，構(gòu)造簡單。

附圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
4[0016] 圖中，1 、氧化鋯發(fā)熱體，2、耐火纖維襯，3、氧化鋁空心球制品，4、鎂砂制品，5、高溫 支撐棒，6、錐盤，7、爐殼。
具體實施方式實施例l: 結(jié)合附圖l，說明本實用新型的具體實施例1。 如附圖1所述的立式耐火度試驗爐，包括鋼制爐殼7、耐火爐襯以及爐膛，耐火爐 襯為管形，由耐火纖維制襯2、氧化鋁空心球制品3以及鎂砂制品4復(fù)合砌筑而成。具體設(shè) 置為爐殼7內(nèi)附設(shè)耐火纖維襯2，耐火纖維襯2內(nèi)緊貼著安裝氧化鋁空心球制品3，氧化鋁 空心球制品3內(nèi)緊貼著安裝高純鎂砂制品4，高純鎂砂制品4內(nèi)形成了試驗爐爐膛。爐膛內(nèi) 安裝氧化鋯發(fā)熱體l，氧化鋯發(fā)熱體1為直形棒，其使用溫度高于2000°C。試驗爐爐膛內(nèi)安 裝高溫支撐棒5，在高溫支撐棒5上設(shè)置用于安裝試錐、標準溫錐的錐盤6。
權(quán)利要求一種立式耐火度試驗爐，包括爐殼(7)、耐火爐襯以及爐膛，在爐膛內(nèi)設(shè)置高溫支撐棒(5)，高溫支撐棒(5)上設(shè)置用于安裝試錐、標準溫錐的錐盤(6)，其特征是在耐火爐襯內(nèi)設(shè)置氧化鋯發(fā)熱體(1)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種立式耐火度試驗爐，其特征是所述氧化鋯發(fā)熱體(1)為使用溫度高于200(TC的氧化鋯質(zhì)直形棒。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種立式耐火度試驗爐，其特征是所述的耐火爐襯是由耐火纖維襯(2)、氧化鋁空心球制品(3)以及鎂砂制品復(fù)合砌筑而成，從爐殼(7)到爐膛依次 為耐火纖維襯(2)、氧化鋁空心球制品(3)以及鎂砂制品(4)。
專利摘要本實用新型公開了一種立式耐火度試驗爐，包括爐殼(7)、耐火爐襯以及爐膛，在爐膛內(nèi)設(shè)置高溫支撐棒(5)，高溫支撐棒(5)上設(shè)置用于安裝試錐、標準溫錐的錐盤(6)，在耐火爐襯內(nèi)設(shè)置氧化鋯發(fā)熱體(1)。本實用新型的優(yōu)點以氧化鋯發(fā)熱體為加熱元件，可在氧化條件下實現(xiàn)高達2000℃耐火材料高溫耐火度性能的測試，所需功率小，節(jié)約能源，克服了炭粒加熱電性能穩(wěn)定性差、難以自動控制、高能耗、污染環(huán)境、勞動強度大等缺陷；避免了鉻酸鑭發(fā)熱元件質(zhì)脆易損、揮發(fā)污染；避免了為防止硅碳管被氧化的復(fù)雜繁瑣操作。采用耐火纖維制品、氧化鋁空心球制品和鎂質(zhì)制品制成耐高溫節(jié)能耐火爐襯，保溫效果好，散熱少，節(jié)約能源；爐襯厚度小，構(gòu)造簡單。
文檔編號F27B17/02GK201522410SQ20092008945
公開日2010年7月7日 申請日期2009年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月8日
發(fā)明者劉暉, 李永剛 申請人:中鋼集團洛陽耐火材料研究院有限公司;濟南鋼鐵股份有限公司