热态修补料与基质结合强度用试样制备装置及制备方法与流程

1.本技术涉及材料测试领域，具体而言，涉及一种热态修补料与基质结合强度用试样制备装置及制备方法。


背景技术：

2.热态修补料是不定形耐火材料中的重要类别之一，其一般制成粉状在高温下熔融流淌和铺展在原内衬表面来与原有内衬结合一体，经高温烧结后有良好的高温体积稳定性和其他性能，可构成致密的内衬，是多种高温窑炉常用在线维修材料。高温窑炉在运行过程中发生局部损毁时，可在不冷却的情况下采用热态修补材料修补并快速投入生产中，保障高温窑炉的正常运行，提高高温窑炉的工作效率，延长使用寿命。
3.热态修补料是对原有局部损毁的耐火材料基质进行修补，与原基质材料形成一个整体。因此不仅对热态修补料自身性能提出较高的要求，同时还要求热态修补料与基质有良好的结合强度。目前耐火材料试验方法标准体系中，仅耐火泥浆类标准有两种材料的结合强度试验方法：将耐火泥浆调制成施工的稠度，然后涂抹在两块耐火砖的粘接面上，砌筑成2mm的砖缝，干燥和/或焙烧后进行粘接抗折强度的测试；金属材料有两种材料焊接强度的试验方法：将材料焊接在一起，然后进行抗拉试验。以上方法均不适用于热态修补料与基质材料结合强度试验用试验的成型。可见，目前对热态修补料与基质的结合强度试验方法，尤其是试样的成型方法研究较少，难以满足不断增长的热态修补料的使用需求。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种热态修补料与基质结合强度用试样制备装置及制备方法，其能够制备得到热态修补料与基质充分结合的试样，从而准确测试热态修补料与基质结合材料的强度，且具有操作简单、制备效率高的优点。
5.本技术的实施例是这样实现的：
6.本技术实施例提供一种热态修补料与基质结合强度用试样制备装置，其包括加热炉、可旋转地设于加热炉内的料仓、与料仓的旋转轴线共轴线的给料斗、至少一个试样筒及用于驱动料仓旋转的旋转电机，给料斗的一端与料仓顶部连通，另一端贯穿出加热炉，料仓的外壁连通有至少一根连接管；试样筒被配置成可拆卸地连接于连接管，以使试样筒和连接管连通。
7.在一些可选的实施方案中，旋转电机设于加热炉底部内，旋转电机的输出轴贯穿至加热炉内并与料仓连接。
8.在一些可选的实施方案中，加热炉的底壁连接有套设于输出轴上的隔热筒。
9.在一些可选的实施方案中，试样筒由两个半圆台形或半圆柱形的试样筒壳体和卡环连接组成。
10.在一些可选的实施方案中，料仓的底壁连通有至少两根沿其周向间隔布置的连接管，料仓内设有沿周向间隔布置的至少两个分料腔，分料腔的顶部与给料斗连通，每个分料
腔均与一个连接管连通。
11.在一些可选的实施方案中，连接管的轴线与旋转轴线成锐角布置，连接管随着远离料仓向远离旋转轴线方向延伸。
12.本技术还提供了一种热态修补料与基质结合强度用试样制备方法，其包括以下步骤：
13.将基质材料试块放置于试样筒内加热至预设温度；
14.将熔融的热态修补料注入试样筒内与基质材料试块混合；
15.绕轴线旋转试样筒，使熔融的热态修补料和基质材料试块紧密结合，将试样筒保温预设时间后冷却；
16.取出试样筒内试样。
17.本技术的有益效果是：本技术提供的热态修补料与基质结合强度用试样制备装置包括加热炉、可旋转地设于加热炉内的料仓、与料仓的旋转轴线共轴线的给料斗、至少一个试样筒及用于驱动料仓旋转的旋转电机，给料斗的一端与料仓顶部连通，另一端贯穿出加热炉，料仓的外壁连通有至少一根连接管；试样筒被配置成可拆卸地连接于连接管，以使试样筒和连接管连通。本技术提供的热态修补料与基质结合强度用试样制备装置及制备方法能够制备得到热态修补料与基质充分结合的试样，从而准确测试热态修补料与基质结合材料的强度，且具有操作简单、制备效率高的优点。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
19.图1为本技术实施例提供的热态修补料与基质结合强度用试样制备装置的局部剖视结构示意图；
20.图2为本技术实施例提供的热态修补料与基质结合强度用试样制备装置的料仓的剖视结构示意图；
21.图3为本技术实施例提供的热态修补料与基质结合强度用试样制备装置的试样筒和连接管连接的局部剖视结构示意图；
22.图4为本技术实施例提供的热态修补料与基质结合强度用试样制备装置的试样筒的剖视结构示意图；
23.图5为本技术实施例提供的热态修补料与基质结合强度用试样制备装置的卡环的结构示意图。
24.图中：100、加热炉；110、料仓；120、给料斗；130、试样筒；131、试样筒壳体；132、卡环；133、试样槽；140、旋转电机；150、连接管；160、隔热筒；170、分料腔。
具体实施方式
25.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是
本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
26.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
27.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
28.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
29.此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
30.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
31.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
32.以下结合实施例对本技术的热态修补料与基质结合强度用试样制备装置及制备方法的特征和性能作进一步的详细描述。
33.如图1、图2、图3、图4和图5所示，本技术实施例提供一种热态修补料与基质结合强度用试样制备装置，其包括加热炉100、可绕竖直轴线旋转地设于加热炉100内的料仓110、给料斗120、三个试样筒130及用于驱动料仓110绕竖直轴线旋转的旋转电机140，给料斗120的轴线与竖直轴线重合布置且一端与料仓110顶部连通，另一端贯穿出加热炉100，料仓110内设有沿其周向间隔布置的三个分料腔170，每个分料腔170的顶部均与给料斗120连通，料仓110的底壁连通有三根沿其周向间隔布置的连接管150，连接管150的轴线与旋转轴线成45度角布置，连接管150随着远离料仓110向远离旋转轴线方向延伸，每个分料腔170均与一根连接管150连通；试样筒130的一端设有用于容纳基质材料试块的圆柱形的试样槽133，试样槽133的顶部内壁设有内螺纹；试样筒130可通过内螺纹连接于连接管150端部设置的外
螺纹，以使试样筒130的试样槽133和对应连接的连接管150连通。旋转电机140设于加热炉100底部内，旋转电机140的输出轴贯穿至加热炉100内并与料仓110连接，加热炉100的底壁连接有套设于输出轴上的隔热筒160。试样筒130由两个半圆台形的试样筒壳体131通过四分之三圆环形的弹性的卡环132连接组成，每个试样筒壳体131均设有半圆柱形槽，两个试样筒壳体131通过卡环132连接时使两个半圆柱形槽配合形成试样槽133；其中，给料斗120上端喇叭状开口直径为200-250mm；连接管150长度为20mm，内径为45mm，试样筒130的试样槽133直径为50mm，试样槽133长度为180mm，试样筒130长度为200mm。
34.本技术还提供了一种热态修补料与基质结合强度用试样制备方法，其包括以下步骤：
35.将两个试样筒壳体131通过卡环132连接形成试样筒130，并使试样筒130的两个半圆柱形槽配合形成容纳基质材料试块的试样槽133，基质材料试块的直径为50mm，长度为75mm；随后将试样筒130通过螺纹连接于对应的连接管150，此时由于重力作用基质材料试块滑动至试样槽133底部，启动加热炉100加热至预设温度1000℃，保温20min；
36.将热态修补料搅拌均匀经给料斗120投入料仓110的各个分料腔170，并使热态修补料经各个分料腔170进入各个试样筒130的试样槽133内，并通过加热炉100的加热使试样槽133内热态修补料熔融并与基质材料试块混合；
37.控制旋转电机140启动带动料仓110及其连接的试样筒130绕竖直轴线旋转，通过高速的离心力使试样槽133内熔融的热态修补料和基质材料试块紧密结合，随后关闭旋转电机140，将试样筒130保温5min时间后冷却至室温；
38.旋转试样筒130使其与连接管150分离，取下卡环132将组成试样筒130的两个试样筒壳体131拆开，取出紧密结合的热态修补料和基质材料试块，进行后续的抗拉、抗折或抗剪切试验，从而判断热态修补料与基质材料的结合强度。
39.本技术实施例提供的热态修补料与基质结合强度用试样制备装置及制备方法通过使用试样筒130容纳基质材料试块进行加热和保温，并利用给料斗120将热态修补料经料仓110内的分料腔170和对应的连接管150通入试样筒130内熔融，并使用旋转电机140带动料仓110及其连接的试样筒130绕竖直轴线旋转，从而使试样筒130内熔融的热态修补料和基质材料试块紧密结合成型为一体化试样，用来测试热态修补料与基质材料的结合强度，与将热态修补料直接人工浇入基质材料的方法对比，不仅无高温作业，而且操作安全简单，热态修补料和基质材料的结合强度更接近于实际生产，因而检测数据更准确，并有效避免了热态修补料在基质材料表面硬化时直接剥落；
40.其中，加热炉100的底壁连接有套设于输出轴上的隔热筒160，隔热筒160能够降低加热炉100内高温对旋转电机140输出轴的影响，避免旋转电机140输出轴加热变形影响使用效果。试样筒130通过内螺纹与连接管150端部设置的外螺纹可拆卸连接，方便作业人员装拆试样筒130，便于批量成型试验用试样，提高试验效率。试样筒130由两个半圆台形的试样筒壳体131通过弹性的卡环132连接组成，一方面便于试样筒130的试样槽133内试样加热时膨胀涨大，另一方面能够通过弹性的卡环132起到紧固两个试样筒壳体131的作用，并避免试样开裂影响测试。
41.以上所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施
例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。