耐火材料导热系数试验仪操作规程

耐火材料导热系数试验仪操作规程

一、测试原理

稳态一维导热，电加热均热板对试样热面加热；热量垂直穿过耐火试样，被底部水冷量热器循环冷却水带走；采集水流量、进出水温度、试样冷热面温差，依据傅里叶定律计算导热系数 λ。

二、试验前准备

1、试样制备

试样规格：φ160180mm×1025mm 圆形试样，无裂纹、缺角，两端面平整，不平行度≤1mm。

试样烘干：试样、垫板置于 110120℃烘干至恒重，冷却至室温；水分会造成结果严重失真。

尺寸测量：沿试样圆周每间隔 120° 测厚度，取算术平均值；测量直径，精度 0.02 mm，记录参数备用。

2、开机前整机检查

水路系统：恒压水箱、管路无漏水；去离子水水位充足；确认水路通畅，严禁无水启动加热。

热电偶：热面、冷面热电偶接线牢固；冷端冰水补偿 / 硬件自动补偿正常。

炉体炉膛：清理粉尘、纤维残渣；高铝纤维、支撑块完好；炉盖密封完好。

电气系统：设备可靠接地；电脑、采集模块通讯正常。

三、装样操作（关键，直接决定测试精度）

降下炉上体，依次摆放：玻璃纤维垫布→垫板，将冷面热电偶热端放置垫板正中心。

将烘干后的试样居中放置垫板上，轻压，减少接触面空隙；保证量热器、垫板、试样、均热板四件同轴。

试样边缘每隔 120° 安放支撑块；试样四周缝隙填充高铝耐火纤维，封堵严实，减少侧向散热。

安放热面热电偶，热端置于试样热面中心上方 1020 mm 处。

放置均热板于支撑块上，均热板与试样热面间距 1020 mm；均热板四周用耐火纤维毡盖严密封。

合上并锁紧炉上体，炉膛密封无漏气。

⚠️装样最常见错误：试样偏心、四周密封不严，侧向散热导致导热系数测试结果偏低。

四、开机与参数设置

开启恒温水供水系统，打开水循环；调节水流量，一般 30120 g/min，高导热试样调大流量，低导热试样调小流量。

开启主机电源，启动计算机测试软件，录入样品编号、试样直径、厚度、测试温度。

设置升温程序（严格执行 YB/T4130）

普通耐火砖：升温速率≤10℃/min，目标温度恒温 50 min

硅质耐火制品：升温速率≤5℃/min，目标温度恒温 50 min

浇注料 / 不定形耐火材料：升温速率≤10℃/min，恒温120 min

确认热电偶冷端补偿正常，启动炉体加热升温。

五、测试运行

设备升温到达设定温度，进入恒温阶段；系统持续采集热面温度、冷面温度、进水温度、出水温度、水流量。

等待达到热稳态条件：温度、水流量、进出口水温波动稳定，软件自动判定稳态，自动采集多组有效数据。

单温度点完整测试 23 h；未达到稳态不得手动结束试验。

多温度点测试：完成一个温度点后，设置下一目标温度，重复升温恒温稳态测量流程。

六、试验结束关机流程（安全重点）

停止电炉加热，执行降温；炉温降至 200℃以下，方可开炉取样，防止高温冲击损坏部件、烫伤。

降温过程水冷循环不能关闭；炉温降到 50℃以内，再关闭水路循环。

软件保存、导出、打印导热系数检测报告。

升起炉上体，取出试样，清理炉膛内纤维粉尘残渣。

依次关闭测试软件、采集系统、电炉主机、恒温水槽电源。

七、关键注意事项

❗禁止不放置试样直接升温，会烧毁均热板与加热元件；水路断水必须立刻停止加热，保护量热器。

不定形耐火材料恒温时间必须足够，否则无法达到真正热稳态。

定期校验：每半年或维修后，使用耐火标准参比试样校验整机。

适用范围：λ=0.12.5 W/(m・K) 耐火砖、浇注料；λ＜0.1 W/(m・K) 超轻纤维、气凝胶测试误差偏大，不适合本机。

八、常见故障现象

九、操作难度小结

软件自动采集、自动出报告，电脑操作简单；难点集中在**试样制备、装样同轴密封、水路维护、等待稳态**，操作人员需要经过系统培训；不适合大批量快速检测。