STR-HAT-1700耐火材料热态耐磨性实验炉

赛特瑞 STR-HAT-1700 型

耐火材料热态耐磨性实验炉

High-Temperature Abrasion Testing Furnace for Refractories

详细技术方案(2025 版)

一、概述简介

STR-HAT-1700 是赛特瑞依据 GB/T 37796-2019《耐火材料 热态耐磨性试验方法》与 ASTM C704 高温修正版开发的 1700 ℃ 级旋转式热态耐磨平台。

耐火材料热态耐磨性实验炉采用“高温旋转平面+恒压磨轮+负压抽吸”一体化设计,可在 200–1700 ℃ 范围内对耐火砖、浇注料、陶瓷等试样进行定量热态磨损,以体积损失量或质量损失率评价高温耐磨性,为水泥窑、CFB 锅炉、气化炉等热工设备选材、配方优化及质量仲裁提供核心数据。

二、遵循标准

GB/T 37796-2019《耐火材料 热态耐磨性试验方法》

ASTM C704/C704M-22 高温修正附录(1600 ℃ 级)

EN 993-15:2022 热态耐磨性(旋转法)

设备安全:GB 5959.1-2021、CE LVD 2014/35/EU

三、用途

耐火砖、浇注料、可塑料 800–1700 ℃ 热态耐磨等级测定;

低水泥、无水泥浇注料高温耐磨添加剂效果验证;

水泥窑、CFB 锅炉、气化炉冲刷部位选材;

第三方质检:出具权威 ΔV-T、磨损率-T 报告。

四、测试原理

将 50×50×50 mm 试样置于高温炉均温区,升温至目标温度并保温至表面温差 ≤±3 ℃;通过水冷加载杆将 φ45 mm 碳化硅磨轮以 (200±10) N 载荷压向热态试样表面,同时试样以 (60±5) r/min 旋转,磨屑由负压抽吸回收;持续 15 min 后自动停机,测量质量损失 Δm 与体积损失 ΔV,计算:

热态磨损率 A_T = ΔV / t [cm3/min]

体积损失 ΔV = Δm / ρ_hot (T)

系统自动记录温度、载荷、转速、时间、负压,生成 A_T-T 曲线。

五、主要技术参数

设备名称:耐火材料热态耐磨性实验炉

英文名称:High-Temperature Abrasion Testing Furnace for Refractories

设备型号:STR-HAT-1700

设备结构:立式上开门,高温炉+水冷加载+旋转平台+负压抽吸,双层水冷炉壳

测试温度范围:200–1700 ℃(短时 1750 ℃)

均温区:φ120 mm×150 mm,温差 ≤±3 ℃

控温精度:≤±1 ℃

升温速率:0–15 ℃/min 可设

旋转平台:φ150 mm,转速 0–100 r/min 可设,伺服驱动,分辨率 1 r/min

磨轮规格:φ45×10 mm,黑色 SiC 36#,硬度 9 级,水冷轴,可更换

载荷范围:(50–300) N 无级设定,标准 (200±10) N,精度 ±1 N

载荷分辨率:0.1 N

抽吸负压:(-5±0.5) kPa,自动 PID 调节,磨屑回收率 ≥98 %

磨损时间:0–60 min 可设,标准 15 min,分辨率 1 s

磨损率范围:0–20 cm3/min,分辨率 0.01 cm3/min

数据采集:20 Hz 连续记录温度、载荷、转速、时间、负压,USB 导出

加热元件:U 型 MoSi2 棒 8 支,环形均布,冷端加长 150 mm

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

压缩空气:0.4–0.6 MPa,流量 ≥60 L/min(无油无水)

外形尺寸:1100×900×1850 mm(含加载框架)

净重:680 kg

六、可增选配置

D1 多工位转盘:一次 6 个试样,旋转定位,效率提升 6 倍

D2 可控 O?/N? 模块:质量流量 0–5 L/min,满足氧化/还原气氛磨损

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,实时观察磨损形貌

D5 远程监控包:4G 路由器+云账号,手机 APP 实时查看 A_T-T 曲线

D6 扩展低温模块:RT–200 ℃,硅碳棒加热,满足低温磨损标定

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 MoSi? 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 %。

旋转-加载模块

伺服电机 2 kW 驱动旋转平台,转速 0–100 r/min 可调;磨轮轴由独立 0.75 kW 伺服驱动,1500 r/min 恒速,同轴度 ≤0.05 mm,振动 ≤0.02 mm;水冷加载杆恒压 (200±10) N,闭环周期 1 ms。

磨轮-水冷轴模块

φ45 mm 黑色 SiC 36# 磨轮,水冷轴芯,更换无需工具;设磨轮磨损补偿算法,自动修正半径减小量。

负压抽吸模块

无油静音真空泵,负压 (-5±0.5) kPa,PID 自动调节;磨屑经旋风分离 + 布袋二级过滤,回收率 ≥98 %,排放粉尘 ≤1 mg/m3。

安全与环保模块

门限开关:炉门开启→自动停转停泵;

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+旋转+加载+抽吸) 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

水冷加载杆 1 套(含磨轮轴)

碳化硅磨轮 5 片(36#,已装 1 片)

负压抽吸系统(泵+分离+布袋) 1 套

数据采集软件 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150–200 次(1700 ℃)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-ring6–12 月表面龟裂或弹性下降碳化硅磨轮30 次(标准 15 min/次)直径磨损 >1 mm 或失圆布袋滤芯200 次压降 >3 kPa 或破损

十、售后质保

整机 12 个月,加热元件、热电偶、真空泵 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(磨轮、滤芯、传感器):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、使用环境要求

环境温度:10–35 ℃,相对湿度 ≤80 % RH,无凝露;

地面承重:≥1000 kg/m2,水平度 ≤2 mm/m;

通风排尘:独立排风 ≥6 次/h,或接入实验室除尘系统;

电源波动:±10 %,独立 25 A 五线制,接地电阻 ≤4 Ω;

冷却水质:去离子水,电导率 ≤5 μS/cm,压力 0.1–0.3 MPa,流量 ≥3 L/min;

压缩空气:0.4–0.6 MPa,无油无水,流量 ≥60 L/min。

十三、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)→1500 ℃(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;

磨轮电流禁止 >2 A,防止过热炸裂;

炉膛严禁通入含 HF、KOH、NaOH 等强腐蚀气体;

试验结束先停磨轮→停旋转→停负压→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。

十四、操作方法(SOP 级)

14.1 实验前

a) 检查冷却水、压缩空气、电源、接地、负压;

b) 制备 50×50×50 mm 试样,烘干、称量 m0,测量尺寸;

c) 将试样置于旋转平台中心,记录初始载荷 0.05 kN。

14.2 升温与保温

设定升温程序:RT→目标温度,5 ℃/min,保温至表面温差 ≤±3 ℃;

保温时间 ≥30 min(GB/T 37796 要求)。

14.3 热态磨损测试

启动水冷磨轮,载荷 (200±10) N,转速 1500 r/min,旋转 60 r/min;

自动记录温度、载荷、时间、负压,计算 A_T。

14.4 结束与冷却

程序降温 ≤10 ℃/min 至 200 ℃ 以下;

取出试样,清理磨屑,称量 m1;

导出 A_T-T、ΔV-T 曲线与报告。

十五、专业操作声明

本设备为 1700 ℃ 级高温-高速旋转-负压综合系统,涉及高压、高温、贵重刚玉部件及高速磨轮。任何误操作均可能造成设备损毁、磨轮炸裂、人员灼伤或粉尘爆炸。因此:

仅允许经过高温实验与机械安全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、面罩及应急停机培训;

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