STR-BPR-1/16玻璃相气泡析出率实验炉：气泡析出率试验炉
赛特瑞 STR-BPR-1/16 型
玻璃相气泡析出率实验炉(Bubble Precipitation Rate Furnace)
详细技术方案(2025 版)
一、概述简介
STR-BPR-1/16 是赛特瑞专为玻璃工业熔铸耐火材料开发的 1650 ℃ 级高温气泡析出率测试平台。设备采用“熔融玻璃-等温浸泡-图像计数”原理,在 1600 ℃ 静态或动态条件下实时捕捉并统计试样表面气泡析出数量与尺寸分布,为玻璃窑炉用电熔砖(AZS、α-β Al?O?、高锆砖)的气泡缺陷评估与配方优化提供定量数据。
二、遵循标准
JC/T 639-2022《玻璃熔窑用耐火材料 气泡析出率试验方法》
JC/T 806-2013《玻璃熔窑用耐火材料 静态下抗玻璃液侵蚀试验方法》
GB/T 10204-2021《玻璃窑用耐火材料 静态下抗玻璃液侵蚀试验方法》
ISO 13765-2:2021《Refractory products — Determination of bubble precipitation rate in molten glass》
设备安全:GB 5959.1-2021、CE LVD 2014/35/EU
三、用途
玻璃工业:电熔 AZS、α-β 砖、高锆砖气泡缺陷等级评定;
耐材企业:配方优化、添加剂抑制气泡效果验证;
质检/第三方:出口砖认证、现场质量纠纷仲裁;
科研院所:气泡成核机理、界面污染研究。
四、测试原理
将 40 mm×40 mm×40 mm 试样下部 20 mm 浸入 1600 ℃ 熔融玻璃液,保温 6 h。试样表面及界面处因杂质还原、界面反应产生气泡,通过炉侧高温针孔 CCD 实时采集图像,AI 算法自动识别并计数气泡数量、直径分布,计算:
气泡析出率 = 总气泡数 /(界面面积 × 时间) [个/(cm2·h)]
同步记录气泡最大直径、平均直径、逸出速率。
五、主要技术参数
| 序号 | 项目 | 参数 |
|---|---|---|
| 1 | 设备名称（含英文） | 气泡析出率实验炉 / Bubble Precipitation Rate Furnace |
| 2 | 设备型号 | STR-BPR-1/16 |
| 3 | 设备结构 | 钟罩式双层水冷炉壳，底部电动升降旋转机构 |
| 4 | 最高温度 | 1650 ℃（短时 1700 ℃） |
| 5 | 长期使用温度 | 1600 ℃ |
| 6 | 炉膛有效区 | Φ280 mm×高300 mm |
| 7 | 均温区 | Φ180 mm×150 mm，温差 ≤±3 ℃ |
| 8 | 控温精度 | ≤±1 ℃ |
| 9 | 升温速率 | 0–15 ℃/min 可设 |
| 10 | 旋转速度 | 5–20 r/min 可调，精度 ±1 r/min |
| 11 | 升降行程 | 300 mm，电动 + 手动两用 |
| 12 | 成像系统 | 高温针孔 CCD，1280×960 px，25 fps，WD = 60 mm |
| 13 | 照明 | 高亮 LED 环形冷光源，PWM 调光 |
| 14 | 气泡识别 | AI 深度学习算法，误判率 <1 % |
| 15 | 数据输出 | 气泡数、直径分布、速率曲线、Excel/AVI |
| 16 | 电源 | 380 V 50 Hz，总功率 18 kW |
| 17 | 冷却水 | 去离子水，流量 ≥3 L/min，压力 0.1–0.3 MPa |
| 18 | 外形尺寸 | 900×850×1750 mm |
| 19 | 净重 | 480 kg |
| 20 | 设备厂商 | 洛阳赛特瑞 |
六、可增选配置
| 代号 | 名称 | 功能描述 |
|---|---|---|
| D1 | 高纯铂金坩埚 | Pt ≥99.95 %，抗碱侵蚀，寿命 >200 次 |
| D2 | 多工位旋转塔 | 一次 4 根试样，行星式旋转，效率提升 4 倍 |
| D3 | 激光测距模块 | 实时测量液面下降，补偿蒸发误差 |
| D4 | 高温双摄系统 | 侧视 0° + 俯视 45°，立体计数，减少遮挡 |
| D5 | 自动称重工装 | 0.1 mg 分辨率，在线称量失重，同步计算侵蚀速率 |
| D6 | 排烟净化塔 | 碱液喷淋，去除 Na₂O、B₂O₃ 挥发，满足实验室排放 |
| D7 | 远程监控包 | 4G 路由器 + 云账号，手机 APP 实时查看图像与数据 |
七、结构特点（模块与详细描述）
1. 炉壳与保温模块
双层水冷:内层 3 mm 耐热不锈钢 310S,外层 2 mm 碳钢,夹层 8 mm 水套;
保温:30 mm 1700 型氧化锆纤维板 + 140 mm 1430 型多晶莫来石模块,热面喷涂高温反射涂层;
炉门:前开门,陶瓷纤维绳密封,设观察窗、照明孔、排烟口。
2. 加热模块
12 支 U 型 MoSi2 棒,环形均布,冷端喷铝,铝编织带软连接;
铜排外覆瓷珠,检修门可单独开启,5 min 完成换棒;
采用 △-Y 双功率接线,延长低温段寿命 15 %。
3. 旋转/升降模块
步进电机 86BYG450C,扭矩 6 N·m,减速比 30:1;
磁流体密封,泄漏率 ≤1×10?? Pa·m3/s,耐温 300 ℃;
升降伺服电机 800 W,滚珠丝杆,行程 300 mm,定位精度 ±0.1 mm。
4. 成像与识别模块
高温针孔镜头,耐温 1400 ℃,石英保护窗;
CCD 动态范围 72 dB,自动曝光 0.04–40 ms;
软件:实时圈选气泡,自动计数、直径分类、生成速率曲线,支持手动修正。
5. 安全与排放模块
门限开关:炉门开启→自动切断加热;
防爆阀:炉膛超压 ≥0.12 MPa 自动泄压;
排烟管 Φ60 mm,可外接碱液洗涤塔,满足实验室排放。
八、标准配置
主机（炉体 + 升降 + 旋转 + 成像） 1 套
硅钼棒 12 支（已安装） + 备用 2 支
B 型热电偶 2 支（已安装） + 备用 1 支
高纯刚玉坩埚 1 只（1200 mL）
刚玉试样支架（单工位） 1 套
高温针孔 CCD 系统 1 套
LED 环形冷光源 1 套
控制软件 U 盘 1 只
操作手册（含 SOP、校准记录表） 1 份
高温手套、坩埚钳、冷却水管 1 套
出厂合格证、保修卡 1 份
九、易损件与使用寿命
| 名称 | 寿命参考 | 更换提示 |
|---|---|---|
| 硅钼棒 | 100–200 次（1600 ℃） | 电阻 >1.2 倍初始值或断棒 |
| 石英观察窗 | 1–1.5 年 | 失透、裂纹、透光率 <80 % |
| 磁流体密封 | 2 年或 5000 h | 泄漏率 >1×10⁻⁸ Pa·m³/s |
| LED 光源 | 10000 h | 亮度衰减 >20 % |
| 热电偶 | ≥100 次 | 示值漂移 >±3 ℃ |
十、售后质保
整机 12 个月,加热元件、热电偶、磁流体 6 个月(非人为);
质保期内免费上门校准 1 次;软件终身免费升级;
故障 24 h 响应,国内 48 h 到场;境外 72 h 提供解决方案;
提供 10 年备件托管,确保生产连续性。
十一、包装运输
小件(CCD、光源、备件):双层纸箱 + 泡沫 + 胶合板箱,符合 GB/T 13384;
主机:PE 缠绕膜 + 防潮袋 + 防震角 + 熏蒸木托,四角螺栓固定,适合叉车与吊装;
运输标识:易碎、向上、防雨、重心、限高 2 层;
随货提供装箱单、木箱消毒证、非危保函。
十二、使用注意事项(含加热元件)
首次烘炉:RT→300 ℃(2 h)→600 ℃(2 h)→1000 ℃(1 h)→1600 ℃(30 min);
硅钼棒低温段(≤300 ℃)禁止振动,防止脆断;
冷却水必须采用去离子水,电导率 ≤5 μS/cm,断水立即停机;
升降平台下降前需确认坩埚温度 ≤200 ℃,防止铂金坩埚变形;
磁流体密封保持微正压,禁止负压运行;
炉膛严禁通入含 HF、KOH、NaOH 等强腐蚀气体;
实验结束,先停加热,保持旋转 5 min,甩掉粘附玻璃液;
每月检查铜排螺栓紧固力矩 15 N·m,防止接触不良烧棒;
长期停用每半月通电 30 min,防止电控受潮。
十三、操作方法(SOP 级)
13.1 实验前
a) 检查冷却水、电源、接地、磁流体密封;
b) 制备 40×40×40 mm 试样,抛光、烘干、称量 m?;
c) 将玻璃块放入坩埚,装样至 2/3 高度。
13.2 熔化阶段
关闭炉门,设定升温程序:RT→1600 ℃,5 ℃/min,保温 2 h;
玻璃完全熔化后,开启旋转 10 r/min,排气 5 min。
13.3 气泡测试阶段
升降平台上升,试样浸入 20 mm;
保温 1600 ℃,时间 6 h,CCD 连续采集,软件实时计数;
每 30 min 记录气泡数、最大直径、平均直径。
13.4 结束与冷却
升降平台下降,试样脱离液面,继续旋转 5 min 甩液;
程序降温 ≤10 ℃/min 至 200 ℃ 以下;
取出试样,清洗、干燥、称量 m?,计算气泡析出率。
十四、专业操作声明
本玻璃相气泡析出率实验炉设备为 1650 ℃ 级高温光学综合系统,涉及高压、高温熔融玻璃、贵重铂金器皿、精密光学器件及旋转机械。任何误操作均可能造成设备损毁、熔融玻璃泄漏、人员灼伤或有害气体暴露。因此:
仅允许经过高温实验与光学系统培训并考核合格的技术人员操作;
任何维修、改造须由制造商或授权工程师执行;
用户单位须为操作者配备耐高温防护服、面罩及应急洗眼器;
制造商对违反操作规程造成的一切损失保留免责权利。
