Valeur d'application de l'essai de fluage sous charge à haute température dans une usine de matériaux réfractaires

La valeur d'application de l'appareil d'essai de réfractarité sous charge (RUL) et du fluage en compression (CIC) dans l'usine de matériaux réfractaires

Le rhéomètre à température élevée sous charge est l'équipement essentiel pour le contrôle qualité et la recherche-développement dans les usines de matériaux réfractaires. Son rôle s'étend tout au long du processus de développement des produits, de la surveillance de la production et de l'optimisation des performances. Sa valeur spécifique se reflète dans les aspects suivants :

1. Garantir que la qualité et les performances des produits répondent aux normes

1) Mesurer précisément les indicateurs clés de performance
L'équipement mesure directement deux paramètres critiques des matériaux réfractaires : la température de ramollissement sous charge à haute température (température critique à laquelle le matériau commence à se déformer sous charge) et la vitesse de fluage sous compression à haute température (vitesse de déformation à température constante et sous charge). Ces deux paramètres figurent parmi les spécifications obligatoires définies par les normes internationales/nationales (telles que GB/T 5073-2005, GB/T 5989-2008). Grâce à ces tests, l'usine peut garantir que les produits respectent les accords techniques des clients ainsi que les spécifications du secteur, évitant ainsi les retours ou les réclamations dus à des performances insuffisantes.

2) Prédiction de la durée de vie réelle
Les matériaux réfractaires sont soumis pendant une longue période, dans des fours à haute température, à des charges mécaniques (telles que la pression statique de l'acier en fusion et les contraintes thermiques), et leur défaillance est souvent provoquée par une déformation lente par fluage. L'appareil d'essai simule les conditions de fonctionnement (telles qu'une pression de 0,2 MPa et une température constante de 1400 à 1600 °C) et quantifie le taux de déformation (formule de calcul du taux de fluage : P = (Ln - Lo) / L1 × 100 %), fournissant ainsi un appui en données pour prédire la durée de vie des matériaux dans des environnements réels.

2. Optimisation de la formule motrice et amélioration du procédé
1) Orientation dans le choix des matières premières et la conception des formules
En comparant les courbes de fluage de spécimens ayant des compositions différentes (telles que le fluage initial, le fluage à vitesse constante et les phases de fluage accéléré), identifier les effets de la pureté des matières premières, de la teneur en impuretés (telles que Na₂O, CaO) et du ratio de phase vitreuse sur la stabilité à haute température. Par exemple, l'ajout de particules de quartz dans les briques à haute teneur en alumine peut provoquer un « effet de fluage inverse » (dilatation associée à la mullite), compenser la déformation par retrait, et améliorer considérablement la résistance au fluage.

2) Optimisation des paramètres du processus de production
Les données d'essai peuvent être rétrotransférées vers le processus de fabrication pour guider l'ajustement du classement granulaire, de la pression de moulage ou du système de cuisson (comme la courbe de chauffe, la durée d'isolation thermique). Un compactage à haute densité ou un procédé de frittage approprié peut réduire la porosité et renforcer la capacité du matériau à résister à la déformation

3. Améliorer considérablement l'efficacité des essais et réduire la consommation d'énergie
1) Capacité d'essai parallèle sur plusieurs échantillons
Les testeurs modernes (comme les modèles brevetés CN202485994U et CN201464300U) utilisent des fours rectangulaires et une structure modulaire, permettant de tester simultanément 2 à 6 échantillons (contre 1 seul pour les équipements traditionnels), ce qui réduit le cycle d'essai de plus de 60 %. Par exemple, un essai de fluage individuel prend entre 50 et 100 heures, tandis que l'opération synchrone multi-canal permet de réduire considérablement le temps d'attente15.

2) Réduction des coûts expérimentaux globaux
Le test synchrone sur plusieurs échantillons diminue les cycles répétés de chauffage et de refroidissement, et réduit la consommation électrique de 50 % (un échantillon unique consomme environ 500 kWh, alors que les systèmes multi-échantillons nécessitent seulement 100 à 200 kWh par échantillon). En même temps, cela réduit le temps d'utilisation de l'équipement ainsi que la fréquence d'intervention manuelle

4. Optimisation conjointe de l'innovation technologique et de la conception des équipements
1) Contrôle précis de la température et chauffage uniforme
Adopter un four ouvert (démontable à l'avant/à l'arrière) et une disposition circulaire des éléments chauffants (tels que des tiges en silicium-molybdène) afin de garantir une différence de température inférieure ou égale à 5 °C dans la zone de température uniforme du four, évitant ainsi les écarts de données dus au gradient thermique. La conception du four à levage automatique simplifie le processus de chargement des échantillons et améliore la sécurité opérationnelle.

2) Gestion intelligente des données
Système de contrôle informatique intégré, collecte en temps réel des données de déformation-température-temps, génération automatique des courbes et rapports de sortie (telles que les courbes température-déformation, vitesse de fluage-temps), prise en charge de l'historique des données et de l'analyse comparative

5. Soutenir la conformité sectorielle et la compétitivité sur le marché
1) Répondre aux exigences de multiples certifications standard
L'équipement est compatible avec les exigences d'essai des normes nationales (GB/T), des normes métallurgiques (YB/T) et des normes internationales (ISO), telles que la méthode de différence de température (GB/T 5989) et la méthode non différentielle (YB/T 370), facilitant l'accès des produits au marché international.

2) Renforcer la confiance des clients et les capacités de service technique
Fournir des rapports d'essai autoritatifs (tels que le taux de fluage, le point de température de ramollissement sous charge), pouvant être utilisés comme annexe à l'accord technique afin d'accroître la confiance des clients envers la qualité des produits. En même temps, les données d'essai appuient les solutions personnalisées (telles que les matériaux recommandés pour des nuances d'acier spécifiques ou des types de fours)

6. Résumé de la valeur d'application du rhéomètre de fluage sous charge à haute température dans une usine de matériaux réfractaires
Le tableau suivant résume les scénarios d'application spécifiques et les avantages de cet équipement au sein des départements clés de l'usine :

RÉSUMÉ

Le rhéomètre à haute température pour essais de fluage sous charge est un outil essentiel permettant aux usines réfractaires d'assurer le contrôle qualité des produits, d'innover dans les procédés et de réduire les coûts tout en améliorant l'efficacité. Son rôle dépasse le simple respect des exigences standard d'essai : il favorise également une conception des matériaux passant d'une approche empirique à une approche basée sur les données, grâce à la quantification du comportement en déformation à haute température, et améliore ainsi la fiabilité et la durée de vie des produits utilisés dans des environnements industriels à haute température (tels que les hauts fourneaux sidérurgiques ou les fours à ciment). Pour les usines moyennes et grandes dont la production annuelle atteint 10 000 tonnes, l'investissement dans cet équipement permet un retour sur investissement en 1 à 2 ans grâce à la réduction du taux de rebut, à la baisse des coûts d'essais et à une valorisation accrue des commandes clients.