遠(yuǎn)紅外輻射涂料高溫窯爐

高溫節(jié)能涂料由耐火粉料、過渡金屬氧化物、增黑劑、燒結(jié)劑和懸浮劑等組成的黏稠懸浮流體，噴刷在工業(yè)爐窯內(nèi)壁上，形成0.3~0.5mm的涂層，是一種新型節(jié)能材料。它比一般的遠(yuǎn)紅外涂料具有更高的使用溫度和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，在軋鋼加熱爐內(nèi)應(yīng)用該涂料，可節(jié)約燃料，保護(hù)爐襯表面，延長爐子使用壽命，提高爐子熱效率，縮短烘爐時(shí)間，提高被加熱件的加熱速度和爐子作業(yè)率。目前，國外普遍使用的節(jié)能涂料其成分主要為SiC粉，而國內(nèi)除此之外，還研制開發(fā)了其他系列節(jié)能涂料。采用高溫節(jié)能涂料的加熱爐一般可獲得節(jié)能0.7%~2%和提高爐子生產(chǎn)率20%~28%的經(jīng)濟(jì)效果。高溫輻射涂料又稱高溫遠(yuǎn)紅外涂料(HTEE)。遠(yuǎn)紅外線是一種肉眼看不見的熱光，在600℃以下輻射元件能夠輻射出遠(yuǎn)紅外線，在600℃以上也有遠(yuǎn)紅外線輻射。遠(yuǎn)紅外線用于高溫金屬熱處理也是可行的。要制得高溫遠(yuǎn)紅外輻射涂科，必須尋找高輻射率的材料。試驗(yàn)表明二氧化鋯(ZrO2)、三氧化二鐵(Fe2O3)、三氧化二鉻(Cr2O3)、二氧化硅(SiO2)是用來制作高溫遠(yuǎn)紅外輻射涂料的好原料。用這些原料制成的輻射涂料，在600~1000℃時(shí)平均輻射率為0.85，符合金屬在這個(gè)溫度范圍內(nèi)的吸收系數(shù)，因而可以提高加熱效果。高溫涂料是一種高輻射率的耐熱材料，用這種材料涂于火焰爐的內(nèi)壁，可增大爐子內(nèi)壁的黑度，其作用是強(qiáng)化爐內(nèi)熱交換過程。

1.具有良好的耐候性及耐水性。

2。流平性好，干燥快，無味，具有良好的保色性和耐擦洗性，干燥后透氣性好。

3.色澤穩(wěn)定，不易褪色。

4.可涂擦，噴繪，施工方便。

5.環(huán)保無污染。具有抑菌消炎、促進(jìn)和改善血液循環(huán)、促進(jìn)新陳代謝、平衡身體酸堿度、提高人體免疫等功能

工業(yè)窯爐爐膛內(nèi)傳熱有:火焰輻射、燃燒的產(chǎn)物輻射、爐墻固體表面輻射和爐內(nèi)氣體輻射和爐內(nèi)氣體的對(duì)流傳熱。簡單來說，參與爐內(nèi)熱交換過程的有3種基本物體:爐氣、爐壁、加熱煅燒物。在800℃以下是爐氣與被加熱物之間的傳熱主要依靠對(duì)流傳熱;在800℃~1000℃之間是則同時(shí)依靠對(duì)流和輻射，當(dāng)溫度高于1000℃時(shí)爐氣與被加熱物之間的熱傳導(dǎo)主要依靠遠(yuǎn)紅外輻射換熱，被加熱物所吸收的熱90%通過輻射換熱來實(shí)現(xiàn)的。大部分工業(yè)窯爐爐膛內(nèi)由耐火磚，耐火澆注料，耐火輕質(zhì)保溫磚或陶瓷纖維砌筑的。這些耐火材料具有耐火性，高溫下強(qiáng)度高，穩(wěn)定性高等特性可以滿足窯爐需要，但這些耐火材料的遠(yuǎn)紅外發(fā)射率一般在0.35左右(如在1100℃下:耐火粘土磚:0.35~0.65，莫來石0.4，氧化鋁0.18~0.52，耐火纖維0.35).而遠(yuǎn)紅外輻射涂料的發(fā)射率在0.85~0.95，國內(nèi)外有不少公司可以制造這楊的涂料，如日本日上公司,美國Harbison公司，中國的云華昕涂料公司。據(jù)報(bào)道，他們的遠(yuǎn)紅外輻射涂料的法相全發(fā)射率都在0.9以上。

1，紅外輻射涂料的節(jié)能機(jī)理在于:(1)能增加基體表面黑度，增強(qiáng)基體表面對(duì)熱源傳來熱量吸收后的輻射傳熱，而反射部相應(yīng)減少(見表2)。爐窯內(nèi)襯用耐火材料常溫下的黑度一般為0.6 ~ 0.8，隨著爐溫的升高，會(huì)大幅度下降，而紅外輻射涂料能減緩這種下降有時(shí)甚至可以使其升高(圖1)。

表2 爐內(nèi)壁黑度與吸熱后能量分布

2,由于基體表面的吸收和輻射作用，改變了傳熱區(qū)內(nèi)熱輻射的波譜分布，將熱源發(fā)出的間斷式波譜轉(zhuǎn)變成了連續(xù)波譜，從而促進(jìn)被加熱物體吸收熱量。

3，據(jù)Wien 位移定律，隨著溫度的升高，輻射峰值波長會(huì)向短波段移動(dòng);又據(jù)Planck 定律計(jì)算可知，高溫輻射能量大多數(shù)集中在1 ~ 5um波段，如1 000 ℃和1 300 ℃時(shí)，會(huì)分別有76%和85%的輻射能量集中在這一波段內(nèi)，而一般的耐火材料在這一波段的發(fā)射率很低，對(duì)高溫輻射不利，紅外輻射涂料可以彌補(bǔ)這一不足(見圖2 )。

當(dāng)加熱爐工作溫度在700℃時(shí)，熱傳遞以輻射為主(90%以上)，使用該產(chǎn)品，高溫下爐體輻射率由原來的0.35升高到0.88，爐體內(nèi)表面吸收熱量大量增加，金石遠(yuǎn)紅外輻射涂料在高溫下輻射率為96%，從而使加熱爐爐體溫度顯著提高。耐高溫遠(yuǎn)紅外輻射涂料ZS是一種耐高溫(溫度可以達(dá)到1700℃)、強(qiáng)輻射率(0.95)、耐蝕性和高耐磨性的特種功能節(jié)能涂料，通過涂料涂層紅外輻射，改善爐內(nèi)熱交換、提高爐膛內(nèi)溫度場強(qiáng)及均勻性、使燃料燃燒更充分，達(dá)到增加熱效率，大大提高耐火材料熱效率，減少能耗、節(jié)約能源和延長爐體內(nèi)襯使用年限。涂料含有的強(qiáng)輻射材料在高溫下輻射出穿透力極強(qiáng)的遠(yuǎn)紅外波，使被加熱物體分子吸收波產(chǎn)生能級(jí)躍遷，吸收能量均勻受熱，減少加熱時(shí)間，充分節(jié)約能源。 ?

安全無污染、節(jié)能效果顯著且耐高溫、化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)良、耐各種氣氛腐蝕，有著優(yōu)良的熱輻射性能、輻射強(qiáng)度和高置換率，抗沖刷性能良好，充分保護(hù)爐襯表面，高溫下保持表面平整、光滑。