專(zhuān)利名稱(chēng)：一種帶有管式成像機(jī)構(gòu)的耐火度試驗(yàn)爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于測(cè)試儀器類(lèi)，涉及一種用于測(cè)試耐火材料耐火度的試驗(yàn)爐，特別 是一種帶有管式成像機(jī)構(gòu)的耐火度試驗(yàn)爐。
背景技術(shù)：
耐火度是耐火材料的基本、經(jīng)典、重要的性能。其測(cè)試原理為，“將耐火原料或制品 制成的試錐與已知耐火度的標(biāo)準(zhǔn)溫錐一起栽在錐臺(tái)上，在規(guī)定的條件下加熱并比較彎倒情 況來(lái)表示試錐的耐火度”。我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T 7322-1997耐火材料耐火度試驗(yàn)方法》等同采用了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) ((ISO 528:1993耐火制品-高溫錐等當(dāng)值(耐火度)的測(cè)定》。該標(biāo)準(zhǔn)示出的試驗(yàn)爐采用 立式管狀爐(也稱(chēng)井式試驗(yàn)爐)或箱式爐，爐內(nèi)應(yīng)保持氧化氣氛。依據(jù)測(cè)試原理和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)試材料耐火度的關(guān)鍵技術(shù)在于①加熱按照一定 的升溫速率加熱試錐與標(biāo)準(zhǔn)溫錐，爐溫應(yīng)均勻；②記錄記錄試錐、標(biāo)準(zhǔn)溫錐的彎倒情況； ③結(jié)果判斷以試錐與標(biāo)準(zhǔn)溫錐尖端同時(shí)接觸錐臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)溫錐的錐號(hào)表示試錐的耐火度。滿足上述標(biāo)準(zhǔn)廣泛使用的試驗(yàn)爐，主要是立式管狀炭粒電阻爐，其結(jié)構(gòu)為在立式 筒形金屬爐殼內(nèi)設(shè)置隔熱材料，隔熱材料內(nèi)依次為加熱炭粒和耐高溫鎂質(zhì)爐管。此種結(jié)構(gòu) 試驗(yàn)爐，雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，所用加熱炭粒價(jià)廉，易于獲取，但操作繁瑣，勞動(dòng)強(qiáng)度大， 電熱性能不穩(wěn)定，難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制；耗電量很大，浪費(fèi)能源；試錐、標(biāo)準(zhǔn)測(cè)溫錐彎倒情況 的觀察和記錄，依靠操作人員用肉眼觀察后記錄，人為誤差大，操作條件差。申請(qǐng)?zhí)枮?2210103. 5名稱(chēng)為“自動(dòng)升降旋轉(zhuǎn)式耐火度測(cè)定儀”的專(zhuān)利，為了克服 炭粒爐的不足，采用4支U形硅化鉬棒發(fā)熱體環(huán)形分布在爐膛周?chē)?，爐殼里面襯有耐火度大 于1800°C的輕質(zhì)耐火襯，爐殼的側(cè)面設(shè)有觀察孔；但仍然依靠人工觀察記錄試錐、標(biāo)準(zhǔn)測(cè) 溫錐的彎倒過(guò)程。申請(qǐng)?zhí)枮?00710053436. 7名稱(chēng)為“一種用于檢測(cè)耐火材料耐火度的高溫電爐”的 專(zhuān)利，在爐襯內(nèi)垂直安裝4-16根鉻酸鑭棒為發(fā)熱體，在高溫區(qū)的一側(cè)設(shè)置有觀察孔，該觀 察孔與水平面的夾角大于20°，試錐和標(biāo)準(zhǔn)測(cè)溫錐的觀察記錄采用爐體外安裝的攝像機(jī)， 攝像機(jī)位于錐臺(tái)與觀察孔的連線上。此種結(jié)構(gòu)的不足①安裝試錐、測(cè)溫標(biāo)準(zhǔn)錐的錐臺(tái)從爐 體下部送入后，在低溫時(shí)爐體內(nèi)昏暗無(wú)光線，攝像機(jī)和顯示圖像的顯示器無(wú)法觀察試錐、標(biāo) 準(zhǔn)測(cè)溫錐的形貌，不易判斷是否放置合適；②攝像機(jī)與錐臺(tái)面夾角過(guò)大，達(dá)到了 20°以上， 不便于觀察記錄試錐、標(biāo)準(zhǔn)測(cè)溫錐尖端與錐臺(tái)是否接觸。申請(qǐng)?zhí)枮?00810230567. 2和200820149935. 6名稱(chēng)為“一種水平成像的耐火度自
動(dòng)測(cè)試儀”的專(zhuān)利，其是在爐體上水平設(shè)置與爐膛測(cè)試室相貫通的一觀察孔，觀察孔外設(shè) 置有攝像機(jī)，在測(cè)試室內(nèi)設(shè)置錐盤(pán)，使錐盤(pán)位于發(fā)熱體與觀察孔之間，發(fā)熱體單面對(duì)測(cè)試室 中的錐體加熱；多支錐體在同一平面成行狀豎立安裝在長(zhǎng)條形錐盤(pán)上，該平面與錐盤(pán)上表 面的交線與攝像機(jī)主光軸垂直，攝像頭主光軸與錐盤(pán)上表面在同一平面上；錐盤(pán)和錐盤(pán)上 的錐體在測(cè)試過(guò)程中處于靜態(tài)。此種結(jié)構(gòu)的不足①錐盤(pán)連同其上安裝的錐體置入昏暗無(wú)光線的爐膛內(nèi)，低溫時(shí)攝像機(jī)和顯示圖像的顯示器無(wú)法顯示試錐、標(biāo)準(zhǔn)測(cè)溫錐的形貌，不易 判斷是否放置合適；在高溫時(shí)，由于發(fā)熱體的強(qiáng)光刺激會(huì)引起操作者觀查時(shí)的昏眩，對(duì)錐體 的觀察和記錄產(chǎn)生干涉，致使技術(shù)復(fù)雜化；②僅在靜置錐體的一側(cè)設(shè)置了發(fā)熱體，另一側(cè)設(shè) 置觀察孔，錐體靜置，不能旋轉(zhuǎn)，單面受熱，必然受熱不均，不符合《GB/T 7322-1997耐火材 料耐火度試驗(yàn)方法》，缺乏科學(xué)性；③錐體成行排列，錐體尖端的彎倒朝向發(fā)熱體，背離攝像 頭，錐體尖端彎倒時(shí)會(huì)受到錐體其他部位的遮掩或干涉，攝像頭僅沿單一的水平方向成像， 對(duì)準(zhǔn)確捕攝錐體尖端與錐盤(pán)上表面的接觸狀態(tài)產(chǎn)生不確定性；④僅能捕攝靜態(tài)的錐體尖端 變化，不能捕攝動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)的錐盤(pán)上錐體尖端的變化。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種既符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、又能使 溫錐溫度均勻、自動(dòng)記錄成像、成像背景清晰的帶有管式成像機(jī)構(gòu)的耐火度試驗(yàn)爐。本實(shí)用新型的目的可以采取以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)所述的帶有管式成像機(jī)構(gòu)的耐 火度試驗(yàn)爐，包括爐體、計(jì)算機(jī)程序控制和信息處理裝置，爐體內(nèi)設(shè)爐膽以及爐膛，爐膛的 前后兩側(cè)分別設(shè)置有發(fā)熱體，用于安裝試錐、測(cè)溫標(biāo)準(zhǔn)錐的可旋轉(zhuǎn)錐臺(tái)位于爐膛內(nèi)，錐臺(tái)為 圓盤(pán)形，在耐火度試驗(yàn)爐設(shè)置管式成像機(jī)構(gòu)，所述成像機(jī)構(gòu)包括光學(xué)背襯孔、觀測(cè)孔和成像 裝置，光學(xué)背襯孔和觀測(cè)孔對(duì)稱(chēng)設(shè)置在爐膛的兩側(cè)，成像裝置設(shè)置在觀察孔一側(cè)的爐體外。所述的錐臺(tái)臺(tái)面上設(shè)有兩個(gè)不同的標(biāo)識(shí)位，在兩個(gè)標(biāo)識(shí)位之間安裝試錐和標(biāo)準(zhǔn)測(cè) 溫錐錐體。所述的耐火度試驗(yàn)爐管式成像機(jī)構(gòu)，其光學(xué)背襯孔的中心軸線、錐臺(tái)的豎直中心 軸線、觀測(cè)孔的中心軸線在同一個(gè)平面上，成像裝置的光學(xué)光軸與觀測(cè)孔的中心軸線同軸。所述的爐膛一側(cè)設(shè)置的光學(xué)背襯孔，是由耐火襯管構(gòu)成，或在耐火襯里內(nèi)預(yù)制而 成，其一端與爐膛相通，另一端與設(shè)置在爐殼上的視窗相接，在視窗上設(shè)置耐熱玻璃。所述的爐膛對(duì)稱(chēng)一側(cè)設(shè)置的觀測(cè)孔，是由耐火襯管構(gòu)成，或在耐火襯里內(nèi)預(yù)制而 成，其一端與爐膛相通，另一端與設(shè)置在爐殼的視窗相接，在視窗上設(shè)置耐熱玻璃。所述的觀測(cè)孔中心軸線與水平面的夾角小于20°。所述的光學(xué)背襯孔和觀測(cè)孔的視窗端設(shè)置水冷卻套。所述的光學(xué)背襯孔與觀測(cè)孔之間的爐膛，其發(fā)熱體在爐膛內(nèi)分別均勻地排列于光 學(xué)背襯孔與觀測(cè)孔之連線的兩側(cè)。所述的爐體外成像裝置，是由體視顯微鏡和攝像機(jī)組成，設(shè)置在爐殼外；成像裝置 與爐殼之間以萬(wàn)向調(diào)節(jié)器相接，萬(wàn)向調(diào)節(jié)器安裝在爐殼的觀測(cè)孔的視窗附近，成像裝置的 電子信號(hào)系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)連接。所述的爐體外成像裝置，其相接的萬(wàn)向調(diào)節(jié)器也可以安裝在單獨(dú)的支架上。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)①設(shè)置光學(xué)背襯孔，可利用視窗外的自然光源或補(bǔ)光光源，使 錐體在常溫和低溫時(shí)物像清晰可見(jiàn)；在高溫時(shí)錐臺(tái)、錐體明亮，光學(xué)背襯孔的視窗溫度低、 亮度小，成為鮮明的背景，使錐體物像非常清晰。②成像裝置光學(xué)光軸的延伸線、觀測(cè)管的 中心線與水平面成的夾角不大于20°。通過(guò)萬(wàn)向調(diào)節(jié)器連續(xù)調(diào)節(jié)，使錐臺(tái)上表面及溫錐清 晰可見(jiàn)。③發(fā)熱體在爐膛內(nèi)分別均勻地排列于光學(xué)背襯孔與觀測(cè)孔之連線的兩側(cè)，比只有 單行排列的發(fā)熱體可使?fàn)t膛及錐臺(tái)上錐體的溫度更均勻。④試驗(yàn)期間錐臺(tái)繞自身豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使錐臺(tái)的溫度更均勻，依然保持了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的先進(jìn)性。⑤光學(xué)背襯孔和觀測(cè)孔的視窗端 設(shè)置水冷卻套，不僅保護(hù)了高溫耐熱玻璃，而且使此端溫度低，光學(xué)效果更好。⑥光學(xué)背襯 孔也可以作為副觀測(cè)孔，再設(shè)置成像裝置，使成像更多維、更清晰準(zhǔn)確；或可以由人工直接 觀察。⑦在錐臺(tái)臺(tái)面上設(shè)置兩個(gè)不同的標(biāo)識(shí)位，更利于成像程序的編制和成像記錄。

附圖1是本實(shí)用新型正視圖的局部剖面示意圖。附圖2是右視圖的局部剖面示意圖。附圖1中，1、耐熱玻璃，2、冷卻水套，3、爐體，4、光學(xué)背襯孔，5、錐體(試錐和或標(biāo) 準(zhǔn)測(cè)溫錐)，6、發(fā)熱體，7、爐膛，8、錐臺(tái)，9、觀測(cè)孔，10、成像裝置，11、萬(wàn)向調(diào)節(jié)器，12、爐膽， 13、支撐棒，14、絕熱耐火材料，15、高溫隔熱耐火材料，16、高溫耐火材料，17、熱電偶。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1 結(jié)合附圖1、2，說(shuō)明本實(shí)用新型的具體實(shí)施例1。如附圖1所示的耐火度試驗(yàn)爐，包括鋼制爐體3，爐體3內(nèi)設(shè)爐膽12，爐膽12內(nèi)先 砌筑絕熱耐火材料14，絕熱耐火材料14內(nèi)砌筑高溫隔熱耐火材料15，高溫隔熱耐火材料15 內(nèi)砌筑高溫耐火材料16，高溫耐火材料16構(gòu)成爐膛7，爐膛7的前后兩側(cè)各安裝兩支硅化 鉬發(fā)熱體6，爐膛7的左右兩側(cè)分別設(shè)置光學(xué)背襯孔4和觀測(cè)孔9，相對(duì)于背襯孔4和觀測(cè) 孔9的爐體3上設(shè)置有視窗，視窗上分別設(shè)置有耐熱玻璃1，在光學(xué)背襯孔4和觀測(cè)孔9的 視窗端設(shè)置冷卻水套2，冷卻水套2設(shè)置在爐膽12與爐體3之間；光學(xué)背襯孔4由兩段內(nèi) 徑不同的耐火襯管對(duì)接而成，觀測(cè)孔9是一支兩端內(nèi)徑不同的耐火襯管，觀測(cè)孔9的中心軸 線與水平面所成夾角為5° ；在爐膛7的下方設(shè)置有支撐棒13，支撐棒13上放置錐臺(tái)8，錐 臺(tái)8為圓盤(pán)形，錐臺(tái)8臺(tái)面上設(shè)有兩個(gè)不同的標(biāo)識(shí)位，在標(biāo)識(shí)位之間安裝錐體(試錐、標(biāo)準(zhǔn) 測(cè)溫錐)5，錐臺(tái)8上方安裝熱電偶17 ；在觀測(cè)孔9外延線上設(shè)置的成像裝置10由體視顯微 鏡和攝像機(jī)組成，成像裝置10安裝在萬(wàn)向調(diào)節(jié)器11上，其電子信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)，萬(wàn)向調(diào)節(jié) 器11安裝在觀測(cè)孔9下方的爐殼3上。本實(shí)用新型按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定操作安裝試錐、測(cè)溫標(biāo)準(zhǔn)溫錐的錐臺(tái)8從爐體下部 送入爐膛7，升溫，試驗(yàn)期間錐臺(tái)8繞自身豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)；以計(jì)算機(jī)程序控制和信息處理，自動(dòng) 成像、自動(dòng)記錄。實(shí)施例2 本實(shí)用新型耐火度試驗(yàn)爐，包括鋼制爐體3，爐體3內(nèi)設(shè)爐膽12，爐膽12內(nèi)先砌筑 絕熱耐火材料14，絕熱耐火材料14內(nèi)砌筑高溫隔熱耐火材料15，高溫隔熱耐火材料15內(nèi) 砌筑高溫耐火材料16，高溫耐火材料16構(gòu)成爐膛7，爐膛7的前后兩側(cè)各安裝兩支硅化鉬 發(fā)熱體6，爐膛7的左右兩側(cè)分別設(shè)置光學(xué)背襯孔4和觀測(cè)孔9，相對(duì)于背襯孔4和觀測(cè)孔9 的爐體3上設(shè)置有視窗，視窗上分別設(shè)置有耐熱玻璃1，在光學(xué)背襯孔4和觀測(cè)孔9的視窗 端設(shè)置冷卻水套2，冷卻水套2設(shè)置在爐膽12與爐體4之間；光學(xué)背襯孔4和觀測(cè)孔9是 在絕熱材料14、高溫隔熱耐火材料15和高溫耐火材料16的成型與構(gòu)筑中預(yù)制而成，觀測(cè)孔 9的中心軸線與水平面所成夾角為10° ；在爐膛7的下方設(shè)置有支撐棒13，支撐棒13上放置錐臺(tái)8，錐臺(tái)8為圓盤(pán)形，錐臺(tái)8臺(tái)面上設(shè)有兩個(gè)不同的標(biāo)識(shí)位，在標(biāo)識(shí)位之間安裝錐體 (試錐、標(biāo)準(zhǔn)測(cè)溫錐)5，錐臺(tái)8上方安裝熱電偶17 ；在觀測(cè)孔9的外延線上設(shè)置的成像裝置 10由體視顯微鏡和攝像機(jī)組成，安裝在萬(wàn)向調(diào)節(jié)器11上，其電子信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)，萬(wàn)向調(diào) 節(jié)器11安裝在單獨(dú)的支架上。 本實(shí)用新型按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定操作安裝試錐、測(cè)溫標(biāo)準(zhǔn)溫錐的錐臺(tái)8從爐體下部 送入爐膛7，升溫，試驗(yàn)期間錐臺(tái)8繞自身豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)；以計(jì)算機(jī)程序控制和信息處理，自動(dòng) 成像、自動(dòng)記錄。
權(quán)利要求1.一種帶有管式成像機(jī)構(gòu)的耐火度試驗(yàn)爐，包括爐體(3)、計(jì)算機(jī)程序控制、信息處理 裝置，爐體⑶內(nèi)設(shè)爐膽(12)以及爐膛(7)，爐膛(7)的前后兩側(cè)分別設(shè)置有發(fā)熱體(6)，用 于安裝試錐、測(cè)溫標(biāo)準(zhǔn)錐的可旋轉(zhuǎn)錐臺(tái)(8)位于爐膛(7)內(nèi)，錐臺(tái)(8)為圓盤(pán)形，其特征是 在耐火度試驗(yàn)爐內(nèi)設(shè)置管式成像機(jī)構(gòu)，所述成像機(jī)構(gòu)包括光學(xué)背襯孔(4)、觀測(cè)孔(9)和成 像裝置(10)，光學(xué)背襯孔(4)和觀測(cè)孔(9)對(duì)稱(chēng)設(shè)置在爐膛(7)的兩側(cè)，成像裝置(10)設(shè) 置在觀測(cè)孔(9) 一側(cè)的爐體(3)夕卜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有管式成像機(jī)構(gòu)的耐火度試驗(yàn)爐，其特征是所述的 錐臺(tái)(8)臺(tái)面上設(shè)有兩個(gè)不同的標(biāo)識(shí)位，在標(biāo)識(shí)位之間安裝試錐和標(biāo)準(zhǔn)測(cè)溫錐錐體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有管式成像機(jī)構(gòu)的耐火度試驗(yàn)爐，其特征是所述的 管式成像機(jī)構(gòu)，其光學(xué)背襯孔(4)的中心軸線、錐臺(tái)(8)的豎直中心軸線以及觀測(cè)孔(9)的 中心軸線在同一個(gè)平面上，成像裝置(10)的光學(xué)光軸與觀測(cè)孔(9)的中心軸線同軸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有管式成像機(jī)構(gòu)的耐火度試驗(yàn)爐，其特征是所述光 學(xué)背襯孔(4)由耐火襯管構(gòu)成，或在耐火襯里內(nèi)預(yù)制而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有管式成像機(jī)構(gòu)的耐火度試驗(yàn)爐，其特征是所述的 觀測(cè)孔(9)由耐火襯管構(gòu)成，或在耐火襯里內(nèi)預(yù)制而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有管式成像機(jī)構(gòu)的耐火度試驗(yàn)爐，其特征是所述的 觀測(cè)孔(9)中心軸線與水平面成的夾角小于20°。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有管式成像機(jī)構(gòu)的耐火度試驗(yàn)爐，其特征是所述的 光學(xué)背襯孔(4)和觀測(cè)孔(9)的視窗端設(shè)置水冷卻套(2)；冷卻水套(2)設(shè)置在爐膽(12) 與爐體⑶之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有管式成像機(jī)構(gòu)的耐火度試驗(yàn)爐，其特征是所述的 爐膛(7)內(nèi)的發(fā)熱體(6)在爐膛(7)內(nèi)分別均勻地排列于光學(xué)背襯孔⑷與觀測(cè)孔(9)之 連線的兩側(cè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶有管式成像機(jī)構(gòu)的耐火度試驗(yàn)爐，其特征是所述的 爐體(3)外成像裝置(10)，是由體視顯微鏡和攝像機(jī)組成，設(shè)置在爐體(3)外；成像裝置 (10)安裝在萬(wàn)向調(diào)節(jié)器(11)上，萬(wàn)向調(diào)節(jié)器(11)安裝在爐體(3)的觀測(cè)孔(9)的視窗附 近，成像裝置(10)的電子信號(hào)系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種帶有管式成像機(jī)構(gòu)的耐火度試驗(yàn)爐，其特征是所述的 萬(wàn)向調(diào)節(jié)器(11)設(shè)置在單獨(dú)的支架上。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種帶有管式成像機(jī)構(gòu)的耐火度試驗(yàn)爐，包括爐體(3)、計(jì)算機(jī)程序控制和信息處理裝置，爐體(3)內(nèi)設(shè)爐膽(12)以及爐膛(7)，爐膛(7)的前后兩側(cè)分別設(shè)置有發(fā)熱體(6)，用于安裝試錐、測(cè)溫標(biāo)準(zhǔn)錐的可旋轉(zhuǎn)錐臺(tái)(8)位于爐膛(7)內(nèi)，錐臺(tái)(8)為圓盤(pán)形，在耐火度試驗(yàn)爐設(shè)置管式成像機(jī)構(gòu)，所述的成像機(jī)構(gòu)包括爐膛(7)一側(cè)設(shè)置的光學(xué)背襯孔(4)、對(duì)稱(chēng)的一側(cè)設(shè)置的觀測(cè)孔(9)和在觀測(cè)孔(9)一側(cè)爐體(3)外設(shè)置的成像裝置(10)。本實(shí)用新型既符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、又能使溫錐溫度均勻、自動(dòng)記錄成像、成像背景清晰。
文檔編號(hào)F27B17/02GK201779984SQ201020293628
公開(kāi)日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2010年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月11日
發(fā)明者喬愛(ài)軍, 姚彥敏, 李永剛, 譚麗華, 邵昕 申請(qǐng)人:中鋼集團(tuán)洛陽(yáng)耐火材料研究院有限公司