耐火材料高温荷重软化试验炉

1 方案信息

标题：1700 ℃耐火材料高温荷重软化测试炉技术方案

型号：STR-RUL-CIC-1705

版本号：V2025.10

日期：2025-10-21

编制：赛特瑞高温实验炉技术部

2 概述简介

本耐火材料高温荷重软化试验炉用于在 0.2 MPa 恒定载荷、可控升温或恒温条件下，测定耐火材料、陶瓷、石墨等制品的荷重软化温度（RUL，T0.5 %/T4 %）及高温压蠕变曲线（CIC，ε-t），为产品研发、质量仲裁与服役寿命评估提供关键数据。

3 遵循标准

GB/T 5989-2023　耐火材料 荷重软化温度（示差-升温法）

YB/T 370-2016　耐火制品 荷重软化温度（非示差法）

GB/T 5073-2022　耐火制品 压蠕变试验方法

ISO 1893:2024　Refractory products — Determination of RUL

ISO 3187:2023　Refractory products — Determination of creep in compression

4 用途

a) 荷重软化温度（RUL）测定；

b) 高温压蠕变曲线与稳态蠕变速率测定；

c) 可扩展热膨胀（ΔL-T）同步测试。

5 测试原理

将 Φ50 mm×50 mm（中心 Φ12 mm 通孔）试样置于炉内均温区，施加 0.2 MPa 恒定压应力；采用示差升温法（10 K·min-1）或恒温阶跃法，实时采集试样轴向变形与温度，绘制“变形-温度/时间”曲线，计算特征软化点与蠕变率。

6 主要技术参数

1、 设备名称：1700 ℃高温荷重软化试验炉

2、 英文名称：High-Temperature RUL/CIC Tester

3、 设备型号：STR-RUL-CIC-1705

4、 设备结构：立式对开钟罩炉，三点杠杆同步加载

5 、最高工作温度：1700 ℃（RUL 短时）/ 1650 ℃（CIC 长期）

6 、均温区：Φ80 mm×120 mm，温差 ≤ ±5 ℃（1600 ℃）

7 、升温速率：0–10 ℃·min?1，PID 分段可编程

8 、控温精度：≤ ±1 ℃（S 型+B 型双热电偶冗余）

9 、加载方式：伺服电动杠杆，闭环力控

10 、加荷范围：50–2000 N，分辨率 0.1 N，精度 ±0.5 %

11 、变形测量：光栅位移传感器 0–10 mm，分辨率 0.001 mm

12、 试样数量：标准 1 工位，可选 3 工位同步测试

13 、试验气氛：自然空气（标配）；可选 Ar、N保护或埋碳还原

14 、数据采集：工业 PC，USB-DAQ 16 bit，1–10 Hz 可调

15 、电源：AC 380 V±10 %，50 Hz，峰值功率 12 kW

16、 冷却水：去离子水，流量 ≥6 L·min?1，压力 0.2–0.4 MPa

17、 外形/重量：1200 mm×900 mm×2100 mm，约 750 kg

7 可增选配置

多工位模块（1→3/6 工位）

气氛控制箱（Ar、N?、CO/CO混合）

埋碳还原套件（石墨粉盒、密封盖）

高温摄像观察窗（Al?O视镜，1500 ℃ 可见）

全自动试样对中夹具（气动定心）

断电续测 UPS（2 kVA，≥30 min）

8 结构特点（模块与细节）

炉壳：双层 304 不锈钢，中空水冷，外壁 ≤45 ℃。

保温层：梯度结构—高纯氧化铝纤维 + 氧化锆空心球，厚度 280 mm。

发热体：U 型 MoSi棒，Φ9/18 mm，12 支分区布置，寿命 ≥2000 h。

加载框架：三点自平衡杠杆，刚性 ≥200 kN·mm?1，刀口轴承自动调心。

位移传递：99.5 % Al?O示差刚玉管，长度 220 mm，热膨胀系数匹配。

测控柜：19″ 上架 IPC，双 PID（温度+力值），Windows 11 平台，SQL 数据库存储。

安全联锁：超温、断偶、缺相、欠压、炉门未关、冷却水流量低—自动断电卸荷。

9 标准配置清单

主机炉体（含保温、发热元件）　1 套

伺服电动加载系统　　　　　　　1 套

光栅位移传感器　　　　　　　　1 套

S+B 双型热电偶　　　　　　　　2 支

工业 PC 与测控软件（中英文）　1 套

标准 Φ50 mm 试样夹具　　　　　1 套

冷却水机组（外循环）　　　　　1 台

工具箱（内六角、备用 MoSi棒 2 支、刚玉管 2 支）　1 套

合格证、校准证书、说明书（U 盘+纸质）　各 1 份

10 易损件与使用寿命

MoSi发热体　≥2000 h（连续 1600 ℃）

示差刚玉管　　平均 300 炉次（视化学侵蚀）

热电偶　　　　S 型 500 次，B 型 800 次

炉门纤维密封圈　1 年（高温蠕变后更换）

11 售后质保

整机 12 个月或 1000 炉次（先到为准）；

发热体、热电偶 6 个月包换；

终身软件免费升级，24 h 内响应，72 h 到场（国内）。

12 包装运输

小件（PC、传感器、工具）：熏蒸木箱 + 防震泡沫；

主机：简易拉伸膜 + 胶合板护角 + 托盘，叉车孔 1.2 m；

运输标识：向上、防潮、易碎、重心标识，符合 ISTA-2A。

13 使用环境要求

温度 5–40 ℃，湿度 ≤80 %RH，无导电尘埃；

地面承重 ≥1500 kg，水平度 ≤2 mm/2 m；

独立 32 A 断路器，良好接地电阻 ≤4 Ω；

冷却水进口温度 15–25 ℃，硬度 ≤60 mg·L?1 CaCO?。

14 使用注意事项（含加热元件）

首次升温 ≤5 ℃·min?1，≤300 ℃ 保持 2 h 排潮；

MoSi棒禁止碰撞，400–700 ℃ 段禁止长时间停留（相变脆化）；

冷却水先于通电开启，停炉后继续循环 30 min 再关闭；

炉内严禁放入含 Pb、Bi、SiO粉尘样品，防止毒化元件；

每 50 炉检查杠杆刀口润滑，涂 MoS脂 1 次。

15 操作方法（SOP 级摘要）

开机：冷却水→PC→测控软件→空载回零

装样：试样对中→刚玉管→闭合炉门→通保护气（如选配）

编程：输入试样编号、载荷 0.2 MPa、升温曲线、结束条件

启动：双击“自动开始”→系统依次预加载→升温→记录

结束：到达设定变形或温度自动卸荷→数据库存档→导出 PDF 报告

关机：炉温 <200 ℃→关闭电源→30 min 后停水→清洁炉膛

16 重要声明

本设备属于 1700 ℃ 级高温机电一体化精密仪器，必须由受过培训的专业人员操作与维护；非授权人员禁止进入高压、高温区域，以防人身伤害及设备损坏。