Застосування високотемпературного навантажувально-м'якішого тестера повзучості на вогнетривкому заводі

Застосування вогнетривких матеріалів. Значення випробувальної машини на вогнетривкість під навантаженням (RUL) і повзучість при стисненні (CIC) у фабриці вогнетривких матеріалів

Випробувальний пристрій для вимірювання температури деформації під навантаженням є ключовим обладнанням для контролю якості та науково-дослідних робіт на заводі з виробництва вогнетривів. Його застосування охоплює весь процес розробки продукту, моніторингу виробництва та оптимізації характеристик. Цінність цього обладнання конкретно проявляється в таких аспектах:

1. Забезпечення відповідності якості та характеристик продукції стандартам

1) Точне вимірювання ключових показників ефективності
Обладнання безпосередньо вимірює температуру деформації під навантаженням (гранична температура, при якій матеріал починає деформуватися під дією навантаження) і ступінь повзучості при стискуванні за високої температури (швидкість деформації при постійній температурі та навантаженні) вогнетривів. Ці два параметри є обов’язковими показниками, передбаченими міжнародними/національними стандартами (наприклад, GB/T 5073-2005, GB/T 5989-2008). За допомогою тестування підприємство може гарантувати, що продукція відповідає технічним угодам із замовником та галузевими специфікаціями, уникнути повернень чи претензій через невідповідність характеристик.

2) Прогнозування фактичного терміну служби
Вогнетривкі матеріали протягом тривалого часу піддаються механічним навантаженням (таким як статичний тиск розплавленої сталі й тепловий стрес) у високотемпературних печах, а їх пошкодження часто викликане повільною деформацією повзучості. У випробувальному обладнанні моделюються умови експлуатації (наприклад, тиск 0,2 МПа й стала температура 1400-1600 °C), і кількісно визначається швидкість деформації (формула для розрахунку швидкості повзучості: P = (Ln - Lo) / L1 × 100%), щоб забезпечити даними прогнозування терміну служби матеріалів у реальних умовах.

2. Оптимізація формули й удосконалення технологічного процесу
1) Сприяння вибору сировини й проектуванню формули
Порівнюючи криві повзучості зразків із різними формулами (наприклад, початкова повзучість, стаціонарна повзучість і прискорена стадії повзучості), визначити вплив чистоти сировини, вмісту домішок (таких як Na₂O, CaO) та співвідношення скляної фази на стійкість при високих температурах. Наприклад, додавання кварцових частинок до високоалюмінатних цеглин може викликати "зворотний ефект повзучості" (розширення, пов’язане з мулітом), компенсувати деформацію усадки та значно підвищити опірність повзучості.

2) Оптимізація параметрів технологічного процесу виробництва
Тестові дані можуть передаватися назад у виробництво для коригування гранулометричного складу, тиску формування або режиму обпалу (наприклад, темпу нагріву, тривалості витримки). Високогустий напівфабрикат або раціональний процес спікання може знизити пористість і підвищити здатність матеріалу протистояти деформаціям

3. Значно підвищити ефективність тестування та знизити енергоспоживання
1) Можливість одночасного тестування кількох зразків
Сучасні установки (наприклад, патентовані конструкції CN202485994U та CN201464300U) використовують прямокутні печі та модульні структури, що дозволяють тестувати 2-6 зразків одночасно (традиційне обладнання підтримує лише 1), скорочуючи тривалість тестування більш ніж на 60%. Наприклад, окреме випробування на повзучість займає 50-100 годин, а багатоканальна синхронна робота значно скорочує час очікування15.

2) Зменшення загальної вартості експериментів
Багатозразкове синхронне тестування зменшує кількість повторних циклів нагріву та охолодження, скорочуючи споживання електроенергії на 50% (одиничний зразок споживає приблизно 500 кВт·год, а для багатозразкових систем потрібно лише 100-200 кВт·год на зразок). У той же час скорочується час використання обладнання та частота ручних операцій

4. Спільна оптимізація технологічних інновацій та конструкції обладнання
1) Точний контроль температури та рівномірний нагрів
Використовує відкриту піч (від'ємна спереду/ззаду) та кільцеве розташування нагрівних елементів (наприклад, кремніє-молібденові стрижні), щоб забезпечити різницю температур у рівномірній зоні печі ≤5°C, усуваючи відхилення даних через температурний градієнт. Автоматична конструкція пічі з підйомом полегшує процес навантаження зразків і підвищує безпеку операцій

2) Інтелектуальне управління даними
Інтегрована комп'ютерна система керування, оперативне збирання даних про деформацію-температуру-час, автоматичне створення графіків та вихідних звітів (наприклад, графіки температура-деформація, швидкість повзучості-час), підтримка повернення до архівних даних та порівняльного аналізу

5. Підтримка відповідності галузевим стандартам та конкурентоспроможність на ринку
1) Відповідає багатьом стандартним сертифікаціям
Обладнання відповідає вимогам тестування національних стандартів (GB/T), металургійних стандартів (YB/T) та міжнародних стандартів (ISO), таких як метод диференційного підвищення температури (GB/T 5989) і недиференційний метод (YB/T 370), що допомагає товарам вийти на міжнародний ринок.

2) Посилення довіри клієнтів та технічної підтримки
Надання авторитетних тестових звітів (таких як швидкість повзучості, температура навантаження при розм'якшенні), які можуть бути доданком до технічної угоди для посилення довіри клієнтів до якості продукту. Крім того, дані тестування підтримують персоналізовані рішення (наприклад, рекомендовані матеріали для конкретних марок сталі або типів печей)

6. Узагальнення прикладної цінності високотемпературного тестера навантаження-повзучості на вогнетривких заводах
У наступній таблиці узагальнено конкретні сценарії застосування та переваги цього обладнання в ключових відділах заводу:

Резюме

Високотемпературний тестер навантажувально-м’якшої повзучості є ключовим інструментом для вогнетривких підприємств, щоб досягти контролю якості продукції, інновацій у процесах та зменшення витрат і підвищення ефективності. Його роль не обмежується лише відповідністю стандартним випробувальним вимогам, а й сприяє переходу проектування матеріалів з орієнтації на досвід на даних, кількісно визначаючи поведінку матеріалів при високотемпературних деформаціях, а в результаті — підвищує надійність і термін служби продуктів у промислових умовах з високою температурою (наприклад, у сталеливарних і цементних печах). Для середніх і великих заводів з річним випуском 10 000 тонн інвестиції в це обладнання можуть окупитися протягом 1–2 років за рахунок зниження рівня браку, скорочення витрат на випробування та підвищення цін на замовлення клієнтів.