赛特瑞 STR-HWF-1700 型

耐火材料水流量平板法导热系数试验炉

Water-Flow-Plate Thermal Conductivity Furnace for Refractories

详细技术方案(2025 版)

一、概述简介

STR-HWF-1700 水流量平板法导热系数试验炉是赛特瑞依据 YB/T 4130-2005《耐火材料 导热系数试验方法(水流量平板法)》开发的 1700 ℃ 级稳态导热测试平台。

水流量平板法导热系数试验炉通过“一维稳态导热-水流量热计法”测定耐火砖、纤维板、浇注料等试样在 200–1600 ℃ 范围内的导热系数 λ,为高温热工设计、节能选材及质量仲裁提供定量数据。

水流量平板法导热系数试验炉采用PC工业计算机进行全自动控制,界面友好,控温精度高,动态实时数据曲线,原始数据可转换为EXCEL存储格式,可随时调阅查询并打印试验报告。

二、遵循标准

YB/T 4130-2005《耐火材料 导热系数试验方法(水流量平板法)》

GB/T 17911-2018《耐火陶瓷纤维制品 导热系数试验方法》

ISO 8894-1:2010《Refractory materials — Determination of thermal conductivity》

ASTM C201-22《Standard Test Method for Thermal Conductivity of Refractories》

设备安全:GB 5959.1-2021、CE LVD 2014/35/EU

三、用途

定形制品:粘土砖、高铝砖、硅砖、镁碳砖、刚玉砖 λ-T 曲线测定;

不定形材料:低水泥浇注料、可塑料、预制件导热比对;

纤维制品:陶瓷纤维板、毡、模块 200–1250 ℃ 低导热标定;

质检/第三方:出具权威 λ 报告,支持出口认证。

四、测试原理

将 230 mm×230 mm×(40–100) mm 试样置于“计量加热器 – 防护加热器 – 水冷量热器”三明治结构;在稳态下,计量面热流 Q 全部穿过试样后被量热器循环水带走,测量水温升 ΔT 与流量 m,按傅立叶一维公式计算:

λ = (Q·d) / (A·ΔT)

其中:

Q = m·c·ΔT_water (水流量热计)

A = 0.04 m2(200 mm×200 mm 计量面积)

d = 试样厚度(m)

ΔT = 热面与冷面温差(K)

系统自动采集 m、ΔT_water、热面 T1、冷面 T2,软件输出平均温度 Tm = (T1+T2)/2 对应的 λ。

五、主要技术参数

设备名称:耐火材料水流量平板法导热系数试验炉

英文名称:Water-Flow-Plate Thermal Conductivity Furnace for Refractories

设备型号:STR-HWF-1700

设备结构:立式上开门,计量-防护双加热器,底部水冷量热器,顶部升降压紧,双层水冷炉壳

测试温度范围:200–1600 ℃(短时 1700 ℃)

导热系数范围:0.03–2.7 W/(m·K)

测试精度:≤±3 %(稳态条件下)

试样尺寸:230×230×(40–100) mm(方形),可定制 φ180×(40–100) mm

计量加热功率:0–3 kW,PID 分程调控,分辨率 1 W

防护加热区:宽 65 mm,独立控温,跟踪偏差 ≤±0.5 ℃

水冷量热器:恒温水槽 10–30 ℃,流量 0–20 g/s,分辨率 0.01 g/s

稳态判定:热流变化 ≤1 %/10 min,温差波动 ≤±0.2 ℃

数据采集:20 路热电偶(B 型 + K 型),扫描周期 1 s,USB 存储

电源:380 V 50 Hz,总功率 ≤12 kW

冷却水:去离子水,流量 ≥3 L/min,压力 0.1–0.3 MPa

外形尺寸:1200×900×1850 mm(含恒温水槽)

净重:650 kg

六、可增选配置

D1 可控 O2/N2 模块:质量流量 0–5 L/min,满足氧化/还原气氛测试

D2 多工位转盘:一次 3 块试样,旋转定位,效率提升 3 倍

D3 真空系统:机械泵 + 扩散泵,极限真空 5×10?3 Pa,满足特种陶瓷研究

D4 高温摄像头:1400 ℃ 级针孔镜头,实时观察试样热面变化

D5 扩展低温模块:RT–200 ℃,硅碳棒加热,满足保温材料常温标定

七、结构特点(模块与结构详细描述)

炉壳模块

双层水冷:内层 3 mm 耐热不锈钢 310S,外层 2 mm 碳钢喷塑;设观察窗、排烟口、电缆密封头,表面温升 ≤30 ℃。

加热模块

8 支 U 型 MoSi2 棒,环形均布,冷端加长 150 mm,铝编织带软连接;采用 △-Y 双功率接线,延长低温段寿命 15 %。

计量-防护加热器模块

计量加热器 200 mm×200 mm,独立 PID 控温,分辨率 0.1 ℃;防护加热器宽 65 mm,跟踪偏差 ≤±0.5 ℃,确保一维热流。

水冷量热器模块

紫铜量热板内置螺旋水槽,恒温槽控温 10–30 ℃,流量传感器 0–20 g/s,分辨率 0.01 g/s;具备自动排气、防结垢功能。

压紧与升降模块

伺服电机 400 W,滚珠丝杆,行程 150 mm,压紧力 0–5 kN 可调,设机械限位与压力传感器,防止试样过压碎裂。

安全模块

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;

断水报警:流量 <1 L/min 立即停机并声光提示。

八、标准配置

主机(炉体+计量/防护加热器+量热器) 1 套

硅钼棒 8 支(已安装) + 备用 2 支

B 型热电偶 4 支(已安装) + 备用 2 支

K 型热电偶 6 支(水系统)

恒温水槽(10–30 ℃,±0.1 ℃) 1 套

精密电磁流量计 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
石英保护管	1–1.5 年	失透、裂纹
氟醚 O-ring	6–12 月	表面龟裂或弹性下降
电磁流量计	5 年	偏差 >±1 % FS
纤维保温内衬	3 年	出现粉化 ≥5 mm 需挖补

十、售后质保

整机 12 个月,加热元件、热电偶、流量计 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(流量计、热电偶、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;

量热器进水温度保持 10–30 ℃,温差 ±0.1 ℃,防止结露;

炉膛严禁通入含 HF、KOH、NaOH 等强腐蚀气体;

实验结束,先停加热→继续通水 15 min→停水,防止热冲击;

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、恒温水槽、电源、接地;

b) 制备 230×230×(40–100) mm 试样,烘干、称量,测量厚度 d;

c) 将试样置于计量加热器与量热器之间,压紧力 1 kN,记录初始温度。

13.2 升温与稳态

设定升温程序:RT→目标温度,5 ℃/min,保温至稳态(ΔT 波动 ≤±0.2 ℃,热流变化 ≤1 %/10 min);

自动记录水流量 m、进水/出水温度、热面 T1、冷面 T2。

13.3 结果与冷却

软件自动计算 λ = (m·c·ΔT_water·d) / (A·ΔT);

程序降温 ≤10 ℃/min 至 200 ℃ 以下;

导出 λ-T 曲线与测试报告。

十四、专业操作声明

本设备为 1700 ℃ 级高温-精密水流量综合系统,涉及高压、高温、精密传感器及贵重铂合金部件。任何误操作均可能造成设备损毁、传感器永久损坏、人员灼伤或冷却水泄漏。因此:

仅允许经过高温实验与精密水系统培训并考核合格的技术人员操作;

任何维修、校准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。

洛阳赛特瑞高温设备工程技术部 

2025-10-04

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