專(zhuān)利名稱(chēng)：測(cè)量耐火材料大試樣的高溫?zé)崤蛎泝x及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于耐火材料的測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種測(cè)量耐火材料大試樣的高溫?zé)崤蛎?儀及其使用方法。
背景技術(shù)：
熱膨脹性能是耐火材料的一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。目前測(cè)量耐火材料熱膨脹的設(shè)備主要適用于4) 10mmX50mm或巾20mmX 100mm的小試樣。 一般情況下該方法能滿足耐火材料熱膨脹性能的測(cè)量。但在很多情況下，耐火材料中常含有很大的骨料顆粒，骨料顆粒的尺寸超過(guò)20mm。在 耐火材料中取小的試樣測(cè)量熱膨脹性能時(shí)，試樣中取到骨料的數(shù)量與大小不容易重復(fù)，測(cè)定 結(jié)果的重復(fù)性差。由于小試樣在組成與顯微結(jié)構(gòu)上不能與被測(cè)耐火材料有很好的同一性，所 得結(jié)果并不能準(zhǔn)確地反映整體耐火材料的實(shí)際值。顯然，用小試樣法來(lái)測(cè)定耐火材料的熱膨 脹是有一定缺陷的。除此以外，對(duì)于一些低強(qiáng)度耐火材料，如輕質(zhì)磚、強(qiáng)度低的澆注料也不 容易制得6 10mmX50mm或4>20mmX 100mm的完整試樣，給測(cè)定工作帶來(lái)麻煩。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種試樣制作方便、精確度高的測(cè)量耐火材料大試樣的高溫?zé)崤蛎?儀及其使用方法，該熱膨脹儀可直接測(cè)鼂40mmX40mmX160mm耐火材料試樣、能使所測(cè) 試樣與被測(cè)耐火材料在組成與顯微結(jié)構(gòu)兩方面有好的同一性。為實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為兩個(gè)方面， 一是測(cè)量耐火材料大試樣的高溫 熱膨脹儀的結(jié)構(gòu)，二是測(cè)量耐火材料大試樣的高溫?zé)崤蛎泝x的使用方法。一、測(cè)量耐火材料大試樣的高溫?zé)崤蛎泝x的結(jié)構(gòu)是在加熱爐爐體內(nèi)設(shè)置有加熱元件， 加熱爐爐體內(nèi)的均熱帶長(zhǎng)度為200mm 500mm,加熱元件的內(nèi)側(cè)設(shè)置有均熱剛玉管，均熱剛 玉管的管口設(shè)置在爐體外，在加熱爐爐體與均熱剛玉管之間設(shè)有控溫?zé)犭娕?，均熱剛玉管?nèi) 設(shè)置有移動(dòng)測(cè)量裝置。移動(dòng)測(cè)量裝置包括剛玉裝樣管、位移傳感器、剛玉頂桿、裝樣剛玉管蓋、測(cè)溫?zé)犭娕肌?均溫測(cè)量熱電偶和保護(hù)氣體輸入管。試樣與裝樣剛玉管同心，剛玉頂桿與試樣、位移傳感器 同軸線安裝，試樣的一端置于裝樣剛玉管的封閉端，剛玉頂桿的一端頂住試樣的另一端，剛玉頂桿的另一端和位移傳感器聯(lián)結(jié)。在裝樣剛玉管與試樣之間安裝有測(cè)溫?zé)犭娕?、保護(hù)性氣 體輸入管和2 7支均溫測(cè)量熱電偶?？販?zé)犭娕?、均溫測(cè)量熱電偶、位移傳感器、測(cè)溫?zé)犭娕己碗娫捶謩e與計(jì)算機(jī)連接，加 熱元件與電源連接，計(jì)算機(jī)內(nèi)裝有高溫?zé)崤蛎洔y(cè)量程序。其中所述的加熱元件為硅鉬棒、硅碳棒、金屬電阻絲、貴金屬加熱體、鉻酸鑭棒中的 一種；所述的保護(hù)性氣體輸入管與保護(hù)性氣氛的氣源相通。二、測(cè)量耐火材料大試樣的高溫?zé)崤蛎泝x的使用方法是先將指定材料的試樣裝入加熱 爐體后，根據(jù)高溫?zé)崤蛎泝x測(cè)量程序，測(cè)定并記錄指定材料的試樣到達(dá)所設(shè)定的每一溫度間 隔點(diǎn)的時(shí)間，顯示該溫度一時(shí)間曲線。再用該溫度一時(shí)間曲線和已知膨脹率的剛玉標(biāo)樣標(biāo)定熱膨脹儀的校正值，校正值根據(jù)下 列公式計(jì)算P (%)= (AL + AK(t))/L。X100式中p-試樣的線膨脹率，％;AL —試樣加熱到溫度t時(shí)與室溫時(shí)的長(zhǎng)度差，mm; Lo—試樣在室溫下的長(zhǎng)度，mm; AK(t)-在溫度t時(shí)膨脹儀的校正值，mm;其中A"t) = AE(t) - AEM(t)AK(t)-溫度時(shí)膨脹儀的校正值，mm;AE(t)-己知的標(biāo)樣的標(biāo)準(zhǔn)值，咖；AEM(t)-測(cè)得值，mm;t-試驗(yàn)溫度，°C;然后用標(biāo)定后的熱膨脹儀再測(cè)量上述同一指定材料的新試樣，測(cè)出指定材料的新試樣的熱膨脹率?；蛳群蠓謩e測(cè)量出粘土磚、高鋁磚、剛玉磚、硅磚、鎂磚、粘土澆注料、高鋁澆注料、 大顆粒剛玉澆注料不同材料試樣的溫度一時(shí)間曲線，求出粘土磚、高鋁磚、剛玉磚、硅磚、 鎂磚、粘土澆注料、高鋁澆注料、大顆粒剛玉澆注料不同材料試樣的溫度一時(shí)間曲線數(shù)據(jù)的平均值；再用該平均值和已知膨脹率的剛玉標(biāo)樣標(biāo)定本膨脹儀的校正值；然后用標(biāo)定后的熱 膨脹儀直接測(cè)量上述不同材料的新試樣的熱膨脹率。其中所述的高溫?zé)崤蛎泝x測(cè)量程序的主流程是-程序初始化；
顯示當(dāng)前室溫、爐溫、位移量；
設(shè)定耐火材料大試樣的測(cè)量范圍為室溫 1600'C，設(shè)定升溫速率為0.5"C l(TC/min，設(shè) 定測(cè)溫間隔或?yàn)?i:、或?yàn)?0。C、或?yàn)?5'C、或?yàn)?0'C、或?yàn)?0(TC，設(shè)定測(cè)量溫差的允許
范圍為rc io'c;
開(kāi)始升溫？
升溫則顯示各測(cè)溫點(diǎn)的初始溫度、位移、啟動(dòng)時(shí)間記錄單元，各測(cè)溫點(diǎn)是指測(cè)溫?zé)犭娕?br> 和3 7各均溫測(cè)量熱電偶的測(cè)溫位置；
測(cè)量各測(cè)溫點(diǎn)的溫度和位移，顯示溫度—膨脹率曲線、膨脹系數(shù)曲線、升溫速率、位移、 時(shí)間、溫差；
升溫至試樣表面達(dá)到設(shè)定的測(cè)量間隔溫度點(diǎn)的溫度？
若達(dá)到則保溫至試樣內(nèi)部溫度亦到設(shè)定的測(cè)量間隔溫度點(diǎn)的溫度；若未達(dá)到則繼續(xù)保溫； 各測(cè)溫點(diǎn)滿足設(shè)定的測(cè)量溫差的允許范圍？ -
若滿足則記錄滿足該點(diǎn)時(shí)的時(shí)間，測(cè)量并記錄位移量，顯示溫度一膨脹率曲線、膨脹系 數(shù)曲線、升溫速率、位移、時(shí)間、溫差；未滿足則繼續(xù)保溫；
依次對(duì)下一個(gè)設(shè)定的測(cè)量間隔溫度點(diǎn)的溫度進(jìn)行測(cè)量，直至進(jìn)行到所設(shè)定的最高溫度時(shí) 止；記錄從初始溫度到最高溫度時(shí)的時(shí)間，測(cè)量并記錄從初始溫度到最高溫度時(shí)的位移量， 顯示從初始溫度到最高溫度時(shí)的溫度一膨脹率曲線、膨脹系數(shù)曲線、升溫速率、位移、時(shí)間、 溫差；
最后保存全部數(shù)據(jù)，控溫輸出為零，停機(jī)。
所述的試樣裝入加熱爐體的步驟是先將移動(dòng)測(cè)量裝置的剛玉裝樣管、位移傳感器、剛 玉頂桿、裝樣剛玉管蓋、測(cè)溫?zé)犭娕?、均溫測(cè)量熱電偶和保護(hù)氣體輸入管從加熱爐的均熱剛 玉管內(nèi)移出，打開(kāi)裝樣剛玉管蓋，先將試樣的一端頂住剛玉裝樣管的封閉端中心部位，再將 與位移傳感器聯(lián)結(jié)的剛玉頂桿頂住試樣的另一端，把2 7個(gè)均溫測(cè)量熱電偶插入試樣相應(yīng)的
》6mmX20mm的孔中，蓋上剛玉裝樣管蓋，將測(cè)量裝置的剛玉裝樣管、位移傳感器、剛玉 頂桿、裝樣剛玉管蓋、測(cè)溫?zé)犭娕?、均溫測(cè)量熱電偶和保護(hù)氣體輸入管移入加熱爐體的剛玉 管中，密封好爐口，調(diào)整至位移傳感器與剛玉頂桿和試樣無(wú)間隙；需要使用保護(hù)氣氛時(shí)，通 過(guò)保護(hù)氣體輸入管向均熱剛玉管7通入0.1~10升/分鐘保護(hù)氣體。所述的試樣或?yàn)?0mmX40mmX 160mm澆注成型的試樣或?yàn)槟突鹬破分薪厝⊥瑯映叽?的試樣:在試樣的長(zhǎng)度方向的中心線處澆注成型時(shí)預(yù)留或垂直鉆2 7個(gè)4)6mmX20mm的孑L。
所述的熱膨脹儀校正用的剛玉標(biāo)樣為Al203含量大于99.8%,標(biāo)樣的長(zhǎng)度方向的中心線處 澆注成型時(shí)預(yù)留或垂直鉆有2 7個(gè)d)6mmX20mm的孔。
由于采用上述技術(shù)方案本發(fā)明采用大試樣的直接測(cè)量，可以保證所測(cè)的試樣與被測(cè)耐 火材料在組成與顯微結(jié)構(gòu)兩方面有好的同一性，同時(shí)也解決了低強(qiáng)度耐火材料以及小試樣不 容易制得的問(wèn)題。因此本發(fā)明具有試樣制作方便、測(cè)量精確度高的特點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1中試樣14的安裝示意圖3是用于本發(fā)明的不同材料試樣13的溫度一時(shí)間曲線圖； 圖4是本發(fā)明的測(cè)量程序的主流程。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一歩的描述 實(shí)施例1
一種測(cè)量耐火材料大試樣的頂桿式高溫?zé)崤蛎泝x及其使用方法。所采用的技術(shù)方案為兩 個(gè)方面， 一是測(cè)量耐火材料大試樣的高溫?zé)崤蛎泝x的結(jié)構(gòu)；二是測(cè)量耐火材料大試樣的高溫 熱膨脹儀的使用方法。
一、測(cè)量耐火材料大試樣的高溫?zé)崤蛎泝x的結(jié)構(gòu)是如圖1、圖2所示，該熱膨脹儀為臥 式結(jié)構(gòu)。其具體結(jié)構(gòu)是在加熱爐爐體10內(nèi)設(shè)置有硅鉬棒加熱元件9,加熱爐爐體10內(nèi)的 均熱帶長(zhǎng)度為200mm 500mm，加熱元件9的內(nèi)側(cè)設(shè)置有均熱剛玉管7，均熱剛玉管7的管 口設(shè)置在爐體10夕卜，在加熱爐爐體10與均熱剛玉管7之間設(shè)有控溫?zé)犭娕?，均熱剛玉管7 內(nèi)設(shè)置有移動(dòng)測(cè)量裝置。
移動(dòng)測(cè)量裝置包括剛玉裝樣管6、位移傳感器4、剛玉頂桿5、裝樣剛玉管蓋ll、測(cè)溫?zé)?電偶14、均溫測(cè)量熱電偶12和保護(hù)氣體輸入管3。試樣13與裝樣剛玉管6同心，剛玉頂桿 5與試樣13、位移傳感器4同軸線安裝。試樣13的一端置于裝樣剛玉管6的封閉端，剛玉頂 桿5的一端頂住試樣13的另一端，剛玉頂桿5的另一端和位移傳感器4聯(lián)結(jié)，在裝樣剛玉管 6與試樣13之間安裝有測(cè)溫?zé)犭娕?4、保護(hù)性氣體輸入管3和2 7支均溫測(cè)量熱電偶12。
控溫?zé)犭娕?、均溫測(cè)量熱電偶12、位移傳感器4、測(cè)溫?zé)犭娕?4和電源15分別與計(jì)算機(jī)2連接，加熱元件9與電源15連接，計(jì)算機(jī)2內(nèi)裝有高溫?zé)崤蛎洔y(cè)量程序。 二、本實(shí)施例測(cè)量耐火材料大試樣的高溫?zé)崤蛎泝x的使用方法及步驟是-第一步將試樣13裝入加熱爐體10。該試樣13為40mmX40mmX 160mm的大顆粒剛 玉澆注料，澆注成型時(shí)在試樣的長(zhǎng)度方向的中心線處預(yù)留3個(gè)4)6mmX20mm的孔。
試樣13裝入加熱爐體10的步驟是先將移動(dòng)測(cè)量裝置的剛玉裝樣管6、位移傳感器4、 剛玉頂桿5、裝樣剛玉管蓋ll、測(cè)溫?zé)犭娕?4、均溫測(cè)量熱電偶12和保護(hù)氣體輸入管3從 加熱爐的均熱剛玉管7內(nèi)移出，打開(kāi)裝樣剛玉管蓋11;先將試樣13的一端頂住剛玉裝樣管6 的封閉端中心部位，再將與位移傳感器4聯(lián)結(jié)的剛玉頂桿5頂住試樣13的另一端，把3個(gè)均 溫測(cè)量熱電偶12插入試樣13相應(yīng)的4)6mmX20mm的孔中，蓋上剛玉裝樣管蓋11;將測(cè)量 裝置的剛玉裝樣管6、位移傳感器4、剛玉頂桿5、裝樣剛玉管蓋11、測(cè)溫?zé)犭娕?4、均溫 測(cè)量熱電偶12和保護(hù)氣體輸入管3移入加熱爐體10的剛玉管7中，密封好爐口，調(diào)整至位 移傳感器4與剛玉頂桿5和試樣13無(wú)間隙。
第二步根據(jù)高溫?zé)崤蛎泝x測(cè)量程序，測(cè)定并記錄指定材料的試樣13到達(dá)所設(shè)定的每一 溫度間隔點(diǎn)的時(shí)間，顯示該溫度一時(shí)間曲線。
高溫?zé)崤蛎泝x測(cè)量程序的主流程如圖4所示是 程序初始化；
顯示當(dāng)前室溫、爐溫、位移量；
設(shè)定耐火材料大試樣13的測(cè)量范圍為室溫 160(TC，設(shè)定升溫速率為3'C/min，設(shè)定測(cè) 溫間隔為50°C，設(shè)定測(cè)量溫差的允許范圍為5°C; 開(kāi)始升溫？
升溫則顯示各測(cè)溫點(diǎn)的初始溫度、位移、啟動(dòng)時(shí)間記錄單元，各測(cè)溫點(diǎn)是指測(cè)溫?zé)犭娕?和3 7各均溫測(cè)量熱電偶的測(cè)溫位置；
測(cè)量各測(cè)溫點(diǎn)的溫度和位移，顯示溫度一膨脹率曲線、膨脹系數(shù)曲線、升溫速率、位移、 吋間、溫差；
升溫至試樣表面達(dá)到設(shè)定的測(cè)量間隔溫度點(diǎn)的溫度？
若達(dá)到則保溫至試樣內(nèi)部溫度亦到設(shè)定的測(cè)量間隔溫度點(diǎn)的溫度；若未達(dá)到則繼續(xù)保溫； 各測(cè)溫點(diǎn)滿足設(shè)定的測(cè)量溫差的允許范圍？
若滿足則記錄滿足該點(diǎn)時(shí)的時(shí)間，測(cè)量并記錄位移量，顯示溫度一膨脹率曲線、膨脹系 數(shù)曲線、升溫速率、位移、時(shí)間、溫差；未滿足則繼續(xù)保溫；依次對(duì)下一個(gè)設(shè)定的測(cè)量間隔溫度點(diǎn)的溫度進(jìn)行測(cè)量，直至進(jìn)行到所設(shè)定的最高溫度時(shí) 止；記錄從初始溫度到最高溫度時(shí)的時(shí)間，測(cè)量并記錄從初始溫度到最高溫度時(shí)的位移量， 顯示從初始溫度到最高溫度時(shí)的溫度一膨脹率曲線、膨脹系數(shù)曲線、升溫速率、位移、時(shí)間、
溫差；
最后保存全部數(shù)據(jù)，控溫輸出為零，停機(jī)。
本實(shí)施例的測(cè)量過(guò)程是以5'C/min的速率從室溫開(kāi)始升溫，升溫到當(dāng)測(cè)溫?zé)犭娕?4所 測(cè)得的溫度達(dá)到第一個(gè)設(shè)定溫度點(diǎn)5(TC時(shí)進(jìn)行保溫，使試樣13的長(zhǎng)度方向、外表與試樣中 心的溫度逐漸趨近，保溫到每支均溫測(cè)量熱電偶12所測(cè)得的溫度達(dá)到第一個(gè)設(shè)定溫度點(diǎn)50 'C時(shí)的偏差在5'C內(nèi)時(shí)，計(jì)算機(jī)12記錄試樣13從室溫到第一個(gè)設(shè)定溫度點(diǎn)5(TC時(shí)所需的時(shí) 間；然后以同樣的速率繼續(xù)升溫到第二個(gè)設(shè)定溫度點(diǎn)IOO"C、并以同樣的方法進(jìn)行保溫，計(jì) 算機(jī)12記錄從第一個(gè)設(shè)定溫度點(diǎn)5(TC到第二個(gè)設(shè)定溫度點(diǎn)IO(TC所需的時(shí)間，依此進(jìn)行第三 個(gè)設(shè)定溫度點(diǎn)150'C的測(cè)量，直到測(cè)量最后一個(gè)溫度點(diǎn)160(TC止；計(jì)算機(jī)12繪出試樣13的 溫度一時(shí)間曲線。該溫度一時(shí)間曲線中的溫度是指試樣13的外表和內(nèi)部都到達(dá)設(shè)定溫度、時(shí) 間是指升溫到設(shè)定溫度所需時(shí)間和內(nèi)部溫度達(dá)到設(shè)定溫度所需時(shí)間之和。
第三步用該溫度一時(shí)間曲線和己知膨脹率的剛玉標(biāo)樣標(biāo)定熱膨脹儀的校正值，校正用 的剛玉標(biāo)樣為Al203含量大于99.8%。校正值根據(jù)下列公式計(jì)算 P (。/。)= (AL + AK(t))/L。X100 式中P-試樣的線膨脹率，％;
厶L一試樣加熱到溫度t時(shí)與室溫時(shí)的長(zhǎng)度差，咖； L。一試樣在室溫下的長(zhǎng)度， AK(t)—在溫度t時(shí)膨脹儀的校正值，腿； 其中 A"t) = A"t) -A"t)
A"t)-溫度時(shí)膨脹儀的校正值，mm; AE(t)-已知的標(biāo)樣的標(biāo)準(zhǔn)值，mm; AE"t)-測(cè)得值，mm; t-試驗(yàn)溫度，°C;
第四步用標(biāo)定后的熱膨脹儀再測(cè)量同一指定材料的新試樣13，測(cè)出指定材料的新試樣
的熱膨脹率
本實(shí)施例所述的指定材料的新試樣、指定材料的試樣、試樣、不同材料的試樣、不同材料的新試樣等試樣是泛指在本膨脹儀中的安裝并測(cè)量的各種試樣，故所用的圖號(hào)均為13，其 目的是表示在本膨脹儀中的安裝位置，而大小標(biāo)題則省去圖號(hào)(下同，權(quán)利要求書(shū)亦同)。 實(shí)施例2
一種測(cè)量耐火材料大試樣的頂桿式高溫?zé)崤蛎泝x及其使用方法。所采用的技術(shù)方案為兩 個(gè)方面， 一是測(cè)量耐火材料大試樣的高溫?zé)崤蛎泝x的結(jié)構(gòu)；二是測(cè)量耐火材料大試樣的高溫 熱膨脹儀的使用方法。
一、 測(cè)量耐火材料大試樣的高溫?zé)崤蛎泝x的結(jié)構(gòu)是如圖l、圖2所示加熱元件9為 硅碳棒、保護(hù)性氣體輸入管3與保護(hù)性氣氛的氣源相通、通過(guò)保護(hù)氣體輸入管3可向均熱剛 玉管7內(nèi)通入0.5升/分鐘的氮?dú)狻Ｆ渌瑢?shí)施例l。
二、 測(cè)量耐火材料大試樣的高溫?zé)崤蛎泝x的使用方法是
第一步試樣13裝入加熱爐體10。該試樣13為鎂碳磚耐火制品中截取的40mmX40mm X160mm試樣；在試樣13的長(zhǎng)度方向的中心線處垂直鉆3個(gè)小6mmX20mm的孔。將指定 的材料試樣13裝入加熱爐體10，其裝樣步驟同實(shí)施例l。
第二步根據(jù)高溫?zé)崤蛎泝x測(cè)量程序，測(cè)定并記錄指定材料13的試樣到達(dá)所設(shè)定的每一 溫度間隔點(diǎn)的時(shí)間，顯示該溫度 一 時(shí)間曲線。
高溫?zé)崤蛎泝x測(cè)量程序的主流程如圖4所示程序初始化；設(shè)定耐火材料大試樣13的測(cè)
量范圍為室溫 1300'C、升溫速率為5'C、測(cè)溫間隔100'C、測(cè)量溫差的允許范圍為3'C，通 過(guò)保護(hù)氣體輸入管3可向均熱剛玉管7內(nèi)通入0.5升/分鐘的氮?dú)狻?開(kāi)始升溫后，測(cè)量溫度一時(shí)間曲線的方法同實(shí)施例1。
第三步用取得鎂碳磚的溫度一時(shí)間曲線和已知膨脹率的剛玉標(biāo)樣標(biāo)定熱膨脹儀的校正 值，校正用剛玉標(biāo)樣同實(shí)施例l。校正值的計(jì)算方法同實(shí)施例l。
第四步用標(biāo)定后的熱膨脹儀再測(cè)量鎂碳磚耐火制品新試樣13，測(cè)出新試樣13的熱膨 脹率。 實(shí)施例3
一種測(cè)量耐火材料大試樣的頂桿式高溫?zé)崤蛎泝x及其使用方法。所采用的技術(shù)方案為兩 個(gè)方面， 一是測(cè)量耐火材料大試樣的高溫?zé)崤蛎泝x的結(jié)構(gòu)；二是測(cè)量耐火材料大試樣的高溫 熱膨脹儀的使用方法。
一、 測(cè)量耐火材料大試樣的高溫?zé)崤蛎泝x的結(jié)構(gòu)同實(shí)施例2。
二、 測(cè)量耐火材料大試樣的高溫?zé)崤蛎泝x的使用方法步驟是第一步試樣(13)裝入加熱爐體(10)的步驟同實(shí)施例1。第二步根據(jù)高溫?zé)崤蛎泝x測(cè)量程序，測(cè)定并記錄指定材料的試樣13到達(dá)所設(shè)定的每一 溫度間隔點(diǎn)的時(shí)間，顯示該溫度一時(shí)間曲線。高溫?zé)崤蛎泝x測(cè)量程序的主流程如圖4所示程序初始化；設(shè)定耐火材料大試樣13的測(cè)量范圍為室溫 130(TC、升溫速率為5。C、測(cè)溫間隔100。C、測(cè)量溫差的允許范圍為3。C。同實(shí)施例1的第二步所述，先分別測(cè)量出粘土磚、高鋁磚、剛玉磚、硅磚、鎂磚、粘土 澆注料、高鋁澆注料、大顆粒剛玉澆注料不同材料試樣13的溫度一時(shí)間曲線，然后求出如圖 3所述的粘土磚、高鋁磚、剛玉磚、硅磚、鎂磚、粘土澆注料、高鋁澆注料、大顆粒剛玉澆 注料不同材料試樣(13)的溫度—時(shí)間曲線數(shù)據(jù)的平均值。其中試樣13或?yàn)?0mmX40mmX 160mm澆注成型的試樣或?yàn)槟突鹬破分薪厝⊥瑯映?寸的試樣；澆注成型的40mmX40mmX160mm試樣13，澆注成型時(shí)在長(zhǎng)度方向的中心線處 預(yù)留3個(gè)4)6mmX20mm的孔；耐火制品中截取40mmX40mmX 160mm的試樣13在長(zhǎng)度方 向的中心線處垂直鉆3個(gè)d) 6mm X 20mm的孔。第三步用第二步所求出的平均值和己知膨脹率的剛玉標(biāo)樣標(biāo)定本膨脹儀的校正值，剛 玉標(biāo)樣同實(shí)施例l。校正值的計(jì)算方法同實(shí)施例1。第四部、用標(biāo)定后的熱膨脹儀直接測(cè)量第三步所述的不同材料的新試樣(13)的熱膨脹率。 可免去對(duì)上述不同材料試樣(13)的重復(fù)標(biāo)定。本實(shí)施例1 3采用大試樣(13)的直接測(cè)量，可以保證所測(cè)的試銜13)與被測(cè)耐火材料在 組成與顯微結(jié)構(gòu)兩方面有好的同一性，同時(shí)也解決了低強(qiáng)度耐火材料以及小試樣不容易制得 的問(wèn)題。因此本具體實(shí)施方式
具有試樣制作方便、測(cè)量精確度高的特點(diǎn)。
權(quán)利要求
1. 一種測(cè)量耐火材料大試樣的高溫?zé)崤蛎泝x，其特征在于該高溫?zé)崤蛎泝x的結(jié)構(gòu)是在加熱爐爐體(10)內(nèi)設(shè)置有加熱元件(9)，加熱爐爐體(10)內(nèi)的均熱帶長(zhǎng)度為200mm～500mm，加熱元件(9)的內(nèi)側(cè)設(shè)置有均熱剛玉管(7)，均熱剛玉管(7)的管口設(shè)置在爐體(10)外，在加熱爐爐體(10)與均熱剛玉管(7)之間設(shè)有控溫?zé)犭娕?8)，均熱剛玉管(7)內(nèi)設(shè)置有移動(dòng)測(cè)量裝置；移動(dòng)測(cè)量裝置包括剛玉裝樣管(6)、位移傳感器(4)、剛玉頂桿(5)、裝樣剛玉管蓋(11)、測(cè)溫?zé)犭娕?14)、均溫測(cè)量熱電偶(12)和保護(hù)氣體輸入管(3)，試樣(13)與裝樣剛玉管(6)同心，剛玉頂桿(5)與試樣(13)、位移傳感器(4)同軸線安裝，試樣(13)的一端置于裝樣剛玉管(6)的封閉端，剛玉頂桿(5)的一端頂住試樣(13)的另一端，剛玉頂桿(5)的另一端和位移傳感器(4)聯(lián)結(jié)，在裝樣剛玉管(6)與試樣(13)之間安裝有測(cè)溫?zé)犭娕?14)、保護(hù)性氣體輸入管(3)和2～7支均溫測(cè)量熱電偶(12)；控溫?zé)犭娕?8)、均溫測(cè)量熱電偶(12)、位移傳感器(4)、測(cè)溫?zé)犭娕?14)和電源(15)分別與計(jì)算機(jī)(2)連接，加熱元件(9)與電源(15)連接，計(jì)算機(jī)(2)內(nèi)裝有高溫?zé)崤蛎洔y(cè)量程序。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量耐火材料大試樣的高溫?zé)崤蛎泝x，其特征在于所述的加熱 元件(9)為硅鉬棒、硅碳管、金屬電阻絲、貴金屬加熱體、鉻酸鑭棒中的一種。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量耐火材料大試樣的高溫?zé)崤蛎泝x，其特征在于所述的保護(hù) 性氣體輸入管(3)與保護(hù)性氣氛的氣源相通。
4、 一種測(cè)量耐火材料大試樣的高溫?zé)崤蛎泝x的使用方法，其特征在于將指定的材料試樣 裝入加熱爐體(10)后，根據(jù)計(jì)算機(jī)(2)內(nèi)裝有的高溫?zé)崤蛎泝x測(cè)量程序，測(cè)定并記錄指定材料 試樣(13)到達(dá)所設(shè)定的每一溫度間隔點(diǎn)的時(shí)間，顯示該溫度一時(shí)間曲線；再用該溫度一時(shí)間曲線和已知膨脹率的剛玉標(biāo)樣標(biāo)定熱膨脹儀的校正值，校正值根據(jù)下 列公式計(jì)算P (%) = (AL +AK(t))/L0X100 式中P-試樣的線膨脹率，％;AL —試樣(13)加熱到溫度t時(shí)與室溫時(shí)的長(zhǎng)度差，mm; L0—試樣(13)在室溫下的長(zhǎng)度，mm; AK(t) —在溫度t時(shí)膨脹儀的校正值，mm:其中AK(t) = Ae(t) - AEM(t)AK(t)-溫度時(shí)膨脹儀的校正值，mm; Ac(t)-己知的標(biāo)樣的標(biāo)準(zhǔn)值，mm; AEM(t)-測(cè)得值，mm; t-試驗(yàn)溫度，'C;然后用標(biāo)定后的熱膨脹儀再測(cè)量同一指定材料的新試樣(13)，測(cè)出指定材料的新試樣(13) 的熱膨脹率；或先后分別測(cè)量出粘土磚、高鋁磚、剛玉磚、硅磚、鎂磚、粘土澆注料、高鋁澆注料、 大顆粒剛玉澆注料不同材料試樣(13)的溫度一時(shí)間曲線，求出粘土磚、高鋁磚、剛玉磚、硅 磚、鎂磚、粘土澆注料、高鋁澆注料、大顆粒剛玉澆注料不同材料試樣(13)的溫度一時(shí)間曲 線數(shù)據(jù)的平均值；再用該平均值和已知膨脹率的剛玉標(biāo)樣標(biāo)定本膨脹儀的校正值；然后用標(biāo) 定后的熱膨脹儀直接測(cè)量上述不同材料的新試樣(13)的熱膨脹率。
5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的測(cè)量耐火材料大試樣的高溫?zé)崤蛎泝x的使用方法，其特征在于 所述的高溫?zé)崤蛎泝x測(cè)量程序的主流程是程序初始化；顯示當(dāng)前室溫、爐溫、位移量；設(shè)定耐火材料大試樣(13)的測(cè)量范圍為室溫 1600'C，設(shè)定升溫速率為0.5°C~10°C/min， 設(shè)定測(cè)溫間隔或?yàn)?'C、或?yàn)?(TC、或?yàn)?5'C、或?yàn)?0'C、或?yàn)镮OO'C,設(shè)定測(cè)量溫差的允許范圍為rc io'c;開(kāi)始升溫？升溫則顯示各測(cè)溫點(diǎn)的初始溫度、位移、啟動(dòng)時(shí)間記錄單元，各測(cè)溫點(diǎn)是指測(cè)溫?zé)犭娕?(14)和3 7各均溫測(cè)量熱電偶(12)的測(cè)溫位置；測(cè)量各測(cè)溫點(diǎn)的溫度和位移，顯示溫度一膨脹率曲線、膨脹系數(shù)曲線、升溫速率、位移、 時(shí)間、溫差；升溫至試樣表面達(dá)到設(shè)定的測(cè)量間隔溫度點(diǎn)的溫度？若達(dá)到則保溫至試樣內(nèi)部溫度亦到設(shè)定的測(cè)量間隔溫度點(diǎn)的溫度；若未達(dá)到則繼續(xù)保溫； 各測(cè)溫點(diǎn)滿足設(shè)定的測(cè)量溫差的允許范圍？若滿足則記錄滿足該點(diǎn)時(shí)的時(shí)間，測(cè)量并記錄位移量，顯示溫度一膨脹率曲線、膨脹系 數(shù)曲線、升溫速率、位移、時(shí)間、溫差；未滿足則繼續(xù)保溫；依次對(duì)下一個(gè)設(shè)定的測(cè)量間隔溫度點(diǎn)的溫度進(jìn)行測(cè)量，直至進(jìn)行到所設(shè)定的最高溫度時(shí)止記錄從初始溫度到最高溫度時(shí)的時(shí)間，測(cè)量并記錄從初始溫度到最高溫度時(shí)的位移量， 顯示從初始溫度到最高溫度時(shí)的溫度一膨脹率曲線、膨脹系數(shù)曲線、升溫速率、位移、時(shí)間、溫差；最后保存全部數(shù)據(jù)，控溫輸出為零，停機(jī)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的測(cè)量耐火材料大試樣的熱膨脹儀使用方法，其特征在于將試樣(13) 裝入加熱爐體(10)的步驟是先將移動(dòng)測(cè)量裝置的剛玉裝樣管(6)、位移傳感器(4)、剛玉 頂桿(5)、裝樣剛玉管蓋(ll)、測(cè)溫?zé)犭娕?14)、均溫測(cè)量熱電偶(12)和保護(hù)氣體輸入管(3)從加 熱爐的均熱剛玉管(7)內(nèi)移出，打丌裝樣剛玉管蓋(ll)，先將試樣(13)的一端頂住剛玉裝樣管(6) 的封閉端中心部位，再將與位移傳感器(4)聯(lián)結(jié)的剛玉頂桿(5)頂住試樣(13)的另一端，把2 7 個(gè)均溫測(cè)量熱電偶(12)插入試樣(13)相應(yīng)的(J)6mmX20mm的孔中，蓋上剛玉裝樣管蓋(ll)， 將測(cè)量裝置的剛玉裝樣管(6)、位移傳感器(4)、剛玉頂桿(5)、裝樣剛玉管蓋(ll)、測(cè)溫?zé)犭娕?14) 、均溫測(cè)量熱電偶(12)和保護(hù)氣體輸入管(3)移入加熱爐體(10)的剛玉管(7)中，密封好爐口 ， 調(diào)整至位移傳感器(4)與剛玉頂桿(5)和試樣(13)無(wú)間隙；需要使用保護(hù)氣氛時(shí)，通過(guò)保護(hù)氣體 輸入管(3)向均熱剛玉管(7)通入0.1~10升/分鐘的保護(hù)氣體。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的測(cè)量耐火材料大試樣的熱膨脹儀使用方法，其特征在于所述 的試樣(13)或?yàn)?0mmX40mmX 160mm澆注成型的試樣或?yàn)槟突鹬破分薪厝⊥瑯哟蟪叽绲脑?樣(13);在試樣(13)的長(zhǎng)度方向的中心線處澆注成型時(shí)預(yù)留或垂直鉆2 7個(gè)d)6mmX20mm 的孔。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量耐火材料大試樣的熱膨脹儀使用方法，其特征在于所述 的熱膨脹儀校正用的剛玉標(biāo)樣為八1203含量大于99.8%。
全文摘要
本發(fā)明具體涉及一種測(cè)量耐火材料大試樣的高溫?zé)崤蛎泝x及其使用方法。該熱膨脹儀的結(jié)構(gòu)是在加熱爐爐體(10)內(nèi)設(shè)置有加熱元件(9)，加熱爐爐體(10)內(nèi)的均熱帶長(zhǎng)度為200mm～500mm，加熱元件(9)的內(nèi)側(cè)設(shè)置有均熱剛玉管(7)，均熱剛玉管(7)的管口設(shè)置在爐體(10)外，在加熱爐爐體(10)與均熱剛玉管(7)之間設(shè)有控溫?zé)犭娕?8)，均熱剛玉管(7)內(nèi)設(shè)置有移動(dòng)測(cè)量裝置；該裝置的使用方法是先測(cè)定并記錄指定材料試樣(13)的溫度—時(shí)間曲線，再用該溫度—時(shí)間曲線和已知膨脹率的剛玉標(biāo)樣標(biāo)定熱膨脹儀的校正值，然后用標(biāo)定后的熱膨脹儀再測(cè)量同一指定材料的新試樣(13)，測(cè)出指定材料的新試樣(13)的熱膨脹率。本發(fā)明具有試樣制作方便、測(cè)量精確度高的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G06F19/00GK101261237SQ20081004722
公開(kāi)日2008年9月10日 申請(qǐng)日期2008年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月3日
發(fā)明者劉志強(qiáng), 尹玉成, 楠 李, 祝洪喜, 山 葛 申請(qǐng)人:武漢科技大學(xué)