高温抗折试验机功能的开发及应用

2014-02-09高帅

山东冶金 2014年3期

关键词：加荷控制程序试验机

高帅

（济钢集团有限公司计量质检中心，山东济南 250101）

经验交流

高温抗折试验机功能的开发及应用

高帅

（济钢集团有限公司计量质检中心，山东济南 250101）

开发了高温抗折试验机重烧线变化率，烧后抗折强度及常温抗折强度3项检验功能，通过对设备控制程序的改进，可以按照设定的程序自动控制升温速率，推送样品，均匀加荷，自动化程度高，降低了操作人员的劳动强度，缩短了项目检验时间，试验结果准确可靠。

高温抗折试验机；重烧线变化率；烧后抗折强度；常温抗折强度

1 前言

高温抗折强度是评价耐火材料在高温热态下质量的重要指标。目前传统的高温抗折试验机功能单一，只能做高温抗折强度试验，而实验室实际需要检验高温抗折强度项目的样品量又较少，为了提高设备的使用效率，济钢开发了高温抗折试验机其他的几项检验功能。应用变频技术并使用了性能稳定的拉压力传感器，对升温、保温、加荷、送样、停机、事故诊断、报警等高可靠高精度全过程控制。实现了抗折试验机能够按照国标要求恒定的加荷速率进行加荷，开发了3项常规试验功能，包括重烧线变化率、常温抗折强度和烧后抗折强度指标的检测，扩大了设备的检验范围。

2 试验机开发的功能

根据国标中耐火制品高温抗折强度试验方法的规定，首先对软件的程序进行了改进，控制程序在原来的1个高温抗折试验控制程序基础上增加3个，分别为烧后抗折试验控制程序、重烧试验控制程序、常温抗折试验控制程序。在仔细分析了各个试验的全部工作过程基础上，将试验分为5个阶段，以升温和加荷为主要阶段，并作为重点控制过程，在烧后抗折试验程序中增加了自动加荷装置的控制程序、自动推送试样程序的设计和自动记录试样断裂示值程序的设计，同时此设备还具有力值标定和温度标定的功能，既满足国家标准又满足国际标准。试验炉的主要工作过程为升温阶段、保温阶段、加荷阶段、连续推送样等过程，共设计了4套工作过程，程序如图1所示。

图1 高温抗折试验机工作控制程序

高温抗折试验工作程序和烧后抗折试验过程基本相似，只是少了降温程序；常温抗折强度试验程序为：加荷→连续推送样→试验结束为烧后抗折的后半部分；重烧试验工作程序：升温→保温→降温为烧后抗折的前半部分，由于4项试验有几项控制过程是相同的，所以将这几个试验功能通过同一台设备实现，因此设备具备了检验多项指标的功能。

该设备由主机、计算机、控制柜、试验炉和变压器5部分组成。主机部分：变速箱置于底座内，由交流电机带动变速箱，经丝杆螺母使横梁移动，实现对试样的加荷。测力传感器经水冷隔热装置与专用夹头连接，具有动横梁行程开关及压棒提升高度的限位开关。推样机构由丝杆螺母带动碳化硅质推杆推动炉内载样滑板，使炉内的试样移动，安全限位开关确保了推样机构的活动范围。试验炉部分：由炉体、二硅化钼发热元件、氮化硅结合碳化硅底板、载样滑板等组成。氮化硅结合碳化硅底板和载样滑板，设备使用温度为1 400℃，最高1 450℃；炉体采用耐高温抗热震性能良好的氧化铝空心球制品作为内衬，周围使用耐高温低导热的高级保温材料，不仅使用温度高，且均温性能好。设备增加了自动均匀加荷装置及其控制程序，能对每个试样按照国际标准要求连续均匀地加荷；增加了自动推送试样装置及其控制程序，高温抗折试验及烧后抗折试验时试样加热到程序设定的温度后，能够按照设定程序自动进行后续试验；增加了氮气充入装置，同时考虑到设备运行安全性，在加荷部位、推送样机构及炉门位置增加了密封圈，以增加炉膛的气密性，有利于保持炉膛的氮气（还原性）气氛，替代埋碳试验，为高温抗折试验、重烧线变化和烧后抗折强度试验提供良好的非氧化环境，同时也利于炉膛的温度控制，并增加了循环水降温装置，以保证密封圈的使用寿命。

3 应用情况

为分析高温抗折试验机的系统误差，进行了大量的比对试验。选用有代表性的物料进行了烧后抗折强度比对试验，2组试验样品取样、制样条件完全相同，样品总体质量均衡稳定。从高温抗折试验机与抗折强度试验机试验结果比对可以看出，高温抗折试验机和重烧试验炉、抗折试验机试验结果一致性很好，前者相对标准偏差小于后者。高温抗折试验机的精密度小于标准偏差±2%，符合标准要求。高温抗折试验机检验烧后抗折强度时，可以直接由此设备完成，缩短了烧后抗折的检验时间。

大量的比对试验表明，高温抗折试验机和普通高温抗折试验机试验结果一致性很好，2种设备试验结果不存在明显差异，设备高温抗折检验项目符合标准要求；高温抗折试验机进行常温抗折强度检验的标准偏差为1.33，变异系数为6.68%，常温抗折强度属于第二类变异系数制品，变异系数范围在5%＜ν≤15%［1］，为中偏差类别产品，试验变异系数在标准要求的范围内，符合标准规定要求。