[实用新型]一种耐火材料传热性能测试装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种耐火材料传热性能测试装置，属于高温耐火材料传热性能测试设备开发技术领域。

背景技术

随着科学技术的进步发展，我国耐火材料工业迅速发展，耐火材料产量已经多年位居世界第一，但是耐火材料产业整体的技术水平和产品结构等方面与国际先进水平相比差距很大。面对我国高温工业技术的飞速发展和加入WTO后对我国耐火材料工业所形成的机遇和挑战，我国耐火材料工业也将不断地寻找出路向前发展。在高温工业的发展和技术进步的促进下，人们对耐火材料性能的认识将越来越深，要求越来越高，不断地有新的性能项目来表达耐火材料的质量和耐用性。因此，要求测定耐火材料的性能项目会越来越多。

目前关于耐火材料性能特别是传热性能的研究，研究最多的是测定耐火材料的导热系数，因为导热系数是耐火材料重要的热学性能参数，也是炉窑设计重要的热工技术参数。一般而已，耐火材料的传热与实际过程有关，可以划分稳态和非稳态两种情况，当前按照测量元件的不同，国内外耐火材料导热系数的测定方法主要有水流量平板法、十字热线法、平行热线法以及闪光法。

国内的水流量平板法仅适用于测量热面温度200-1300℃，导热系数为0.03-2.00W/(m.K)的耐火材料，即使是最先进的美国ASTM水流量平板法也仅仅适用于测量温度为205-1540℃，导热系数小于等于28.8W/(m.K)的耐火材料,而且这两种测量方式的实验室精度误差约为10％，均属于稳态条件下的一维传热。而十字热线法仅适用于测量温度小于等于1250℃，导热系数小于等于1.5W/(m.K)的耐火材料，实验测量误差为10％-30％，该测量方法属于非稳态导热法；平行热线法与十字热线法一样，也是属于非稳态导热法，仅适用于测量温度小于等于1250℃，导热系数小于等于25W/(m.K)的耐火材料，实验测量误差为10％-30％。此外，闪光法仅适合于测量-200-2000℃，导热系数为0.05-2000W/(m.K)的耐火材料，属于非稳态导热法。由此看来，测试耐火材料的导热系数时，需要选择不同的方法，对于轻质耐火材料而言，一般宜选用水流量平板法，对于非含碳和非导电的重质耐火材料而言，一般宜选用十字热线法和平行热线法，而对于含碳和导电的耐火材料来说，适宜选用闪光法进行测量。

总之，采用以上这些方法进行耐火材料导热系数测定时，通过一次试验不能够同时对稳态和非稳态条件下耐火材料的导热系数进行测定，而且还与耐火材料类型有很大的关系，除此之外，实验测量产生的误差也很大，因此，无法满足现代耐火材料性能项目特别是传热性能的研究，需要开发新的技术来弥补这些方法存在一定的不足和劣势，更加精确地测量和表征耐火材料的传热性能，为现代工业科技服务。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是：针对现有耐火材料在传热性能测试中的不足之处，提供一种新型的耐火材料传热测试装置。

本实用新型采用如下技术方案：

一种耐火材料传热性能测试装置，包括：

传热模具，用于放置耐火材料样品，并与温度采集单元连接；

红外热流发射单元，位于传热模具及耐火材料样品的上方，包括产生红外热流的红外热流发生组件和将红外热流向耐火材料样品进行定向照射的热流定向照射组件。

进一步的，所述红外热流发生组件为真空密闭的钨合金丝灯，所述钨合金丝灯与红外热流发射功率控制器连接；

所述热流定向照射组件为扣装在红外热流发生单元上的凹型反光灯罩，所述凹型反光灯罩将红外热流发生装置产生的红外热流反射形成平行光束。

进一步的，所述凹型反光灯罩与空气冷却系统连接。

进一步的，所述红外热流发射单元和传热模具之间通过挡光板隔开，在所述挡光板上设有供红外热流透射到耐火材料样品的透光板。

进一步的，所述红外热流发生组件和透光板之间的垂直距离为3-5cm。

进一步的，所述传热模具采用传热模具，在所述传热模具的外壁上包裹设有隔热材料制成的绝热层。

进一步的，所述传热模具内与水冷却系统连接。

进一步的，所述传热模具的底部设有升降控制器。

在本实用新型中，所述温度采集单元包括至少三组热电偶，所有热电偶均沿耐火材料样品及传热模具的同一垂直线布置，其中一组热电偶布置在耐火材料样品上层表面，其他的热电偶分别布置在传热模具内的同一垂直线上；

所述热电偶与外部的温度数据采集器连接。

优选的，所述热电偶为K型铠装热电偶。