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耐火材料的高溫荷重軟化溫度是表征耐火材料對高溫和荷重同時作用的抵抗能力，壓蠕變是反映材料在高溫下受應力作用隨時間變化的抵抗能力。這些性能均是耐火材料在研究和應用過程中重要的高溫力學性能指標。如何正確有效地測定耐火材料的這些高溫力學性能對材料的研究開發、生產部門選擇原材料與改進工藝條件以及用戶合理選用耐火材料都具有重要意義。
目前，國內外市場上廣泛使用的耐火材料荷重軟化溫度測試儀、耐火材料壓蠕變測試儀等主要有三點不足：①測試溫度低：最高試驗溫度均在1 700 ℃以下，如今很多耐火材料要求的使用環境已高于1 700 ℃，現有儀器已經很難達到其測試要求；②效率低：每臺設備一次只能測試一塊試樣，測試效率較低，且由于前后爐次控制差異、環境改變等因素都可能導致前后測試數據的差異，使得測試結果可比性差；③能耗大：爐襯隔熱效果差，而今能源日益匱乏，節能是我國的基本國策。由于現有技術的局限，造成每批制品荷重軟化溫度及蠕變性能合格與否，僅依靠選用一塊試樣的結果來判斷，風險較大。
因而，開發研制出一種超高溫、低能耗、多個樣品、多功能化的荷軟蠕變儀，對于技術監督和質量控制來說，顯得迫切而有意義。中鋼集團洛陽耐火材料研究院儀器設備公司在現有荷軟蠕變測試儀的基礎上，研制開發了新型HRY/RUL-CIC高效荷軟蠕變測試儀。
1 試樣加載方式
HRY/RUL-CIC高效荷軟蠕變測試儀的加載方式在傳統單試樣荷軟蠕變測試儀加載方式上進行改進，采用動滑輪直接加載法，實現了多試樣的單獨加載。采用一組滑輪組加載，在保證上壓棒平衡的情況下可實現試樣的零載荷及試樣的恒重加載。與上壓棒直接相連的兩個定滑輪豎直安放，既克服了加載過程中的側向力，又減少了空間的占用�，F場試驗結果顯示，采用柔軟度好的承重鋼絲，軸承和滑輪及鋼絲因素的整個試驗誤差在100 g以內，遠低于荷軟標準要求的加載精度292 g。從外觀看，加載機構尺寸小，結構精巧。
2 形變測試機構
該設備的形變測試方法依據國家標準GB/T 5989-2008耐火材料荷重軟化溫度試驗方法，采用示差法。
對于多試樣，需要在有限的空間內對試樣形變測試機構進行合理的設計布局，本設備在現有的示差法形變測試機構的基礎上進行了進一步的改進，得到了適用于多試樣的形變測試機構，其結構示意圖如圖1所示。
圖1 試樣形變測試機構示意圖
多試樣形變測試機構主要由外示差管、內示差管、平衡機構及位移傳感器等組成。其中內外示差管、位移傳感器均滿足《GB5989-2008 耐火材料荷重軟化溫度試驗方法（示差升溫法）》要求。為了消除由于內、外示差管等機構由于重力作用對位移傳感器產生壓力，此處采用合適彈性系數的彈簧，利用其彈力來削減由于示差管等一體引入的重力誤差，提高位移傳感器測試的精度及靈敏度，另外該機構小巧、精致且便于控制，因此選用此機構作為多試樣的形變測試機構，縱向排列，從而滿足多試樣的測試要求。
3 爐體內襯與加熱單元
為了滿足超高溫、低功率下達到所需的試驗溫度，采用隔熱性能非常好且耐高溫全纖維制品，其導熱系數一般為0.2~0.3 W•(m•K)-1，而常規的儀器一般采用氧化鋁空心球與其他普通隔熱材料復合組成，其導熱系數一般在0.7 W•(m•K)-1以上，其節能效果至少提高一倍以上。加熱單元采用超高溫1900型二硅化鉬加熱元件，其長期使用溫度可達1 800 ℃。
4 程序控制
程序控制方面，在原有單試樣荷軟蠕變試驗設備程序的基礎上進行改進，主要增加了1～6個多試樣參數設置、多試樣荷重軟化溫度試驗控制、多試樣高溫壓蠕變控制、多試樣自由熱膨脹系數控制及其系統修正等功能，實現了試驗過程中對試樣的全程控制、同步測試及試驗結果的實時圖像顯示等功能。
5 性能參數與應用
本設備可用于荷重軟化溫度、壓蠕變和熱膨脹系數的測試。
（1）可實現1~6個試樣的同步性能測試。
（2）可對材料的荷重軟化溫度、壓蠕變及膨脹系數等性能進行測試。
（3）采用全新高效超高溫優良的隔熱材料，試驗溫度可達1 800 ℃。
（4）采用IPC工業計算機，數據庫管理，可實現計算機對試驗過程的全程控制。