Anwendungswert des Hochtemperatur-Lastweichkriechprüfers in der Feuerfeststofffabrik

Der Anwendungswert des Prüfgeräts für Feuerfestigkeit unter Last (RUL) und Dehnung unter Druck (CIC) in der Feuerfeststoff-Fabrik

Prüfgerät für Lastweichheit und Kriechverhalten bei hohen Temperaturen ist die zentrale Ausrüstung für Qualitätskontrolle und Forschungsentwicklung im Werk für feuerfeste Materialien. Ihre Funktion zieht sich durch den gesamten Prozess der Produktentwicklung, Produktionsüberwachung und Leistungsoptimierung. Ihr konkreter Nutzen zeigt sich in folgenden Aspekten:

1. Sicherstellen, dass Qualität und Leistung des Produkts die Standards erfüllen

1) Exakte Messung entscheidender Leistungsindikatoren
Das Gerät misst direkt wichtige Kennwerte der feuerfesten Materialien: Die Lastweichheitstemperatur bei hohen Temperaturen (die kritische Temperatur, bei der das Material unter Belastung zu verformen beginnt) sowie die Kriechrate unter hohen Temperaturen (Verformungsrate bei konstanter Temperatur und Belastung). Beide Parameter sind vorgeschriebene Leistungsmerkmale gemäß internationalen/nationalen Normen (z.B. GB/T 5073-2005, GB/T 5989-2008). Durch diese Prüfungen kann das Werk sicherstellen, dass die Produkte die technischen Abkommen mit Kunden sowie branchenspezifische Vorgaben erfüllen und somit Rücksendungen oder Reklamationen wegen ungenügender Leistung vermieden werden.

2) Vorhersage der tatsächlichen Nutzungsdauer
Feuerfeste Materialien sind in Hochtemperaturöfen über einen langen Zeitraum mechanischen Belastungen (z. B. statischem Druck des flüssigen Stahls und thermischen Spannungen) ausgesetzt, und ihr Versagen wird oft durch langsame Kriechverformung verursacht. Der Prüfer simuliert die Betriebsbedingungen (z. B. Druck von 0,2 MPa und konstante Temperatur von 1400–1600 °C) und quantifiziert die Verformungsrate (Formel zur Berechnung der Kriechrate: P = (Ln - Lo) / L1 × 100 %), um Datenunterstützung für die Vorhersage der Materiallebensdauer in realen Umgebungen zu liefern.

2. Optimierung der Rezepturformel und Verbesserung des Herstellungsprozesses
1) Leitung bei der Auswahl der Rohmaterialien und Gestaltung der Formel
Durch den Vergleich der Kriechkurven von Proben mit unterschiedlichen Formulierungen (z. B. Anfangskriechen, stationäres Kriechen und beschleunigtes Kriechstadium) lässt sich der Einfluss der Rohstoffreinheit, des Verunreinigungsgehalts (z. B. Na₂O, CaO) sowie des Glasphasenanteils auf die Hochtemperaturstabilität ermitteln. Das Hinzufügen von Quarzpartikeln zu hochaluminierten Steinen kann beispielsweise den „rückläufigen Kriech-effekt“ (mit Mullit verbundene Ausdehnung) auslösen, Schrumpfverformungen kompensieren und den Kriechwiderstand deutlich verbessern.

2) Optimierung der Produktionsprozessparameter
Testdaten können in den Produktionsprozess zurückgemeldet werden, um die Anpassung der Partikelgradiertechnik, der Presskraft oder des Brennsystems (z. B. Heizkurve, Haltezeit) zu steuern. Eine hohe Grünkörperdichte oder ein geeigneter Sinterprozess kann die Porosität reduzieren und die Fähigkeit des Materials, Verformungen zu widerstehen, erhöhen.

3. Testeffizienz deutlich verbessern und Energieverbrauch senken
1) Fähigkeit zum parallelen Testen mehrerer Proben
Moderne Prüfvorrichtungen (wie z. B. die Ausführungen der Patente CN202485994U und CN201464300U) verwenden rechteckige Öfen und modulare Strukturen, wodurch gleichzeitig 2–6 Proben geprüft werden können (herkömmliche Geräte unterstützen nur 1 Probe), wodurch sich die Prüfdauer um mehr als 60 % verkürzt. Beispielsweise dauert ein einzelner Kriechversuch 50–100 Stunden, während bei Mehrkanal-Synchronbetrieb die Wartezeit erheblich reduziert wird15.

2) Reduzierung der Gesamtkosten für Experimente
Die Mehrfachproben-Synchronprüfung verringert wiederholte Aufheiz- und Abkühlvorgänge und reduziert den Stromverbrauch um 50 % (einzelne Probe verbraucht ca. 500 kWh, Mehrfachproben-Systeme benötigen pro Probe lediglich 100–200 kWh). Gleichzeitig wird die Gerätebelegungszeit sowie die Häufigkeit manueller Eingriffe reduziert

4. Gemeinsame Optimierung von technologischen Innovationen und Gerätedesign
1) Präzise Temperaturregelung und gleichmäßiges Beheizen
Nehmen Sie einen offenen Ofen (vorne/hinten abnehmbar) und eine umlaufende Heizelement-Anordnung (z. B. Silizium-Molybdän-Stäbe) an, um sicherzustellen, dass die Temperaturdifferenz in der gleichmäßigen Temperaturzone innerhalb des Ofens ≤5 °C beträgt und somit Abweichungen der Messdaten durch Temperaturgradienten vermieden werden. Das automatische Hubofendesign vereinfacht den Probeneinlegeprozess und erhöht die Betriebssicherheit.

2) Intelligente Datenverwaltung
Integriertes Computersystem zur Steuerung, Echtzeit-Erfassung von Verformungs-Temperatur-Zeit-Daten, automatische Generierung von Kurven und Ausgabeprotokollen (z. B. Temperatur-Verformung-, Kriechrate-Zeit-Kurven), Unterstützung von Rückverfolgung historischer Daten und vergleichender Analyse

5. Unterstützung der Branchenkonformität und Marktwettbewerbsfähigkeit
1) Erfüllung mehrerer Standardzertifizierungen
Die Ausrüstung ist kompatibel mit den Prüfanforderungen nationaler Normen (GB/T), metallurgischer Normen (YB/T) und internationaler Normen (ISO), wie z.B. der Differenztemperaturanstiegmethode (GB/T 5989) und der nicht-differentiellen Methode (YB/T 370), was dabei hilft, Produkte auf den internationalen Markt zu bringen.

2) Steigerung des Kundenvertrauens und der technischen Dienstleistungsfähigkeit
Autoritative Prüfberichte bereitstellen (z.B. Kriechrate, Lastweichheitstemperaturpunkt), die als Anhang zum technischen Abkommen dienen können, um das Vertrauen der Kunden in die Produktqualität zu stärken. Gleichzeitig unterstützen Prüfdaten maßgeschneiderte Lösungen (z.B. empfohlene Materialien für spezielle Stahlsorten oder Ofentypen)

6. Zusammenfassung des Anwendungswerts des Hochtemperatur-Lastweichkriechprüfers in der Feuerfeststofffabrik
Die folgende Tabelle fasst die konkreten Anwendungsszenarien und Vorteile dieser Ausrüstung in den Kernabteilungen der Fabrik zusammen:

ZUSAMMENFASSUNG

Der Hochtemperatur-Lastweichkriechprüfer ist ein zentrales Werkzeug für feuerfeste Anlagen, um die Produktqualitätskontrolle, Prozessinnovationen sowie Kostensenkung und Effizienzsteigerung zu erreichen. Seine Rolle beschränkt sich nicht darauf, den Standardprüfungsanforderungen gerecht zu werden, sondern trägt auch dazu bei, den Materialentwurf von einer erfahrungsorientierten hin zu einer datengetriebenen Herangehensweise zu verändern, indem das Hochtemperaturverformungsverhalten quantifiziert wird. Dadurch verbessert sich letztendlich die Zuverlässigkeit und Lebensdauer der Produkte in Hochtemperatur-Industrieanwendungen (wie Stahl- und Zementöfen). Für mittelgroße und große Werke mit einer jährlichen Produktion von 10.000 Tonnen kann die Investition in dieses Gerät dazu führen, dass sich die Kosten innerhalb von 1–2 Jahren durch Reduzierung der Ausschussraten, geringere Prüfkosten und höhere Kundenbestellprämien amortisieren.