热辐射节能涂料在陶瓷窑炉中的应用
工业窑炉节能技术措施
工业窑炉节能技术措施工业窑炉是工业生产中常用的设备之一，在电力、冶金、化工等行业广泛应用。
然而，由于传统的窑炉结构和工艺存在着能源消耗高、热效率低的问题，导致能源浪费和环境污染。
为了提高工业窑炉的能源利用率和节能效果，采取一些技术措施是非常必要的。
下面就是几种常见的工业窑炉节能技术措施。
第一，改进窑炉结构。
通过改进窑炉的结构设计，优化燃烧系统和传热系统，可以提高窑炉的热效率。
例如，采用先进的燃烧器和燃烧辅助设备，可以改善燃烧效果，提高燃烧效率；采用高效的换热器和余热回收系统，可以将废热回收利用，降低能源消耗。
此外，还可以设计保温层，减少热能的散失，提高窑炉的能源利用效果。
第二，优化燃料选择。
选择合适的燃料可以降低工业窑炉的能源消耗。
一种常见的做法是替代传统的燃料，如煤炭和柴油，采用替代燃料，如煤气、天然气和生物质燃料。
这些替代燃料能够提供更高的热值，同时不产生环境污染物，达到节能减排的目的。
另外，可以利用工业余热来进行燃烧，充分利用能源资源。
第三，加强测控系统。
通过加强工业窑炉的测控系统，可以实时监测和调控窑炉的运行状态，保证窑炉的正常运行和高效工作。
例如，可以安装温度、压力和流量传感器，实时监测窑炉内的温度、压力和气体流量等参数，根据实时数据进行调整，保持窑炉的最佳工作状态。
第四，开展能源管理和节能培训。
加强针对工业窑炉的能源管理和节能培训，提高操作人员的节能意识和技能水平。
通过合理使用和操作设备，减少人为操作失误和能源浪费。
此外，还可以制定能源管理制度，建立节能激励机制，激发员工的节能热情，提高节能效果。
第五，采用智能控制技术。
近年来，随着智能化技术的快速发展，智能控制技术在工业窑炉中的应用也越来越广泛。
智能控制技术可以实现对窑炉的自动化控制和运行管理，提高窑炉的工作效率和能源利用效果。
例如，利用物联网技术和大数据分析，实现对窑炉运行状态和能源消耗的实时监测和智能调节，及时发现问题和调整参数，提高窑炉的节能效果。
北京特种功能涂料研发生产企业加快涂料技术创新发展
北京特种功能涂料研发生产企业加快涂料技术创新发展2024年世界局势不稳定，战争随时爆发，这就要求每个国家要抓住稳定时期，加快经济发展，技术革新，对于中国来说，材料发展是一个重点，其中要重点发展与之相关的新领域精细化工产品,特别是功能陶瓷涂料的发展，相对于其他行业在于牵一发而动全身，功能陶瓷涂料发展会带动相关行业水平全面提升。
作为特种功能涂料研发生产示范基地企业，志盛威华特种功能涂料已大范围在锅炉、航空、交通、冶炼、电力、建材、化工、军工、航天等设备上使用，首先使用特种功能涂料要保证设备的安全性，不要带来危害性，其次是保护性和节能性，特别是特种功能涂料在军工和航天项目中的成功应用，而且涂层质量稳定，功效100%稳定，达到军工和航天需求，所有这些特种功能涂料都必须质量稳定性和技术创新性。
以上要求志盛威华特种功能涂料技术创新和生产工艺稳定性，保证每一批志盛特种功能涂料安全使用，有效发挥涂料的做用。
作为特种功能涂料研发生产示范基地企业，志盛威华ZSHW系列特种功能涂料已大范围在锅炉、航空、交通、冶炼、电力、建材、化工、军工、航天等设备上使用，首先使用特种功能涂料要保证设备的安全性，不要带来危害性，其次是保护性和节能性，特别是特种功能涂料在军工和航天项目中的成功应用，而且涂层质量稳定，功效100%稳定，达到军工和航天需求，所有这些特种功能涂料都必须质量稳定性和技术创新性。
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以科技为先锋，创新突破，作为北京特种功能涂料的技术领导者，志盛威华提供准确、及时、有效、周到的ZS系列特种功能涂料与技术服务是志盛威华的一贯追求。
正是由于拥有一流的科技人才和一流的科研手段，再加上志盛威华人创造性的工作，保证了志盛威华的特种涂料在技术性能上的先进性与可靠性。
志盛威华公司在北京和武汉有世界一流的涂料研发实验室，研究开发的高科技特种功能涂料技术水平已走世界前列，并拥有多项特种功能涂料核心技术，而且针对性的成立新材料新技术研究院--北京晶博涂元节能技术研究院，该院拥有国家级材料专业人才30多名，享有国家级津贴的就有4名，而且还设计建设了国际上标准的研发实验研发平台和模拟实验工业工况平台。
陶瓷材料在太阳能热集热器中的应用探索
陶瓷材料在太阳能热集热器中的应用探索太阳能热集热器是利用太阳能将太阳辐射能转化为热能的设备，并将其用于供暖、热水等热能需求。
近年来，随着可再生能源的发展和环境保护意识的增强，太阳能热集热器在能源领域的应用逐渐受到关注。
同时，陶瓷材料的独特性能也引起了研究者们的兴趣，人们开始探索将陶瓷材料应用于太阳能热集热器中的可行性及优势。
陶瓷材料具备几个重要的特性，使其在太阳能热集热器中表现出良好的性能。
首先，陶瓷材料具有优异的耐高温性能。
太阳能热集热器在运行过程中需要承受高温环境，而陶瓷材料能够稳定地工作在高温条件下。
其次，陶瓷材料具有优异的导热性能，可以迅速传导热能，并使集热器的效率得到提高。
此外，陶瓷材料的化学惰性使其能够有效地抵抗腐蚀和氧化，从而延长集热器的使用寿命。
在太阳能热集热器中应用陶瓷材料最为常见的是陶瓷涂层的使用。
陶瓷涂层可以在金属基材上形成一层致密的保护层，提高集热器的吸收率，减少反射和损耗。
例如，氮化硅和氧化铝等陶瓷材料可以通过喷涂、浸涂或物理气相沉积等方法形成高效的吸收层或选择性涂层，提高太阳辐射的吸收效率。
由于陶瓷涂层的独特性能，可以在辐照强度低的条件下，仍能获得较高的能量转换效率。
另外，陶瓷蜂窝结构也是太阳能热集热器中的常见应用形式。
陶瓷蜂窝结构具有良好的导热性能和高温稳定性，可以用于增加集热器的传热面积，并增加集热器的热量吸收能力。
蜂窝结构的孔隙结构可以充分暴露于太阳光下，并通过传导将热能快速传递到工质中。
此外，陶瓷蜂窝结构还可以用于增加集热器的表面积，减小热损失，提高集热器的效率。
陶瓷材料在太阳能热集热器中的应用不仅可以提高集热器的性能，还可以降低生产成本。
相对于传统的金属材料，陶瓷材料具有更低的成本和更长的使用寿命。
陶瓷材料的制备工艺相对简单，且原材料资源相对丰富，使得其制造成本相对较低。
同时，陶瓷材料的高温稳定性和耐腐蚀性能使其具有更长的使用寿命，降低了更新换代的频率和费用。
电熔窑炉节能技术优化及应用
电熔窑炉节能技术优化及应用电熔窑炉是目前广泛应用于工业生产领域中的一种高温设备，其主要用于各种金属和非金属材料的熔化和热处理，同时也可以用于生产玻璃、陶瓷等产品。
但是，由于其运行中需要大量耗能，所以其能源消耗成为限制其应用范围的主要因素之一。
为了解决这一问题，研究人员对电熔窑炉的节能技术进行了深入探索和优化。
在实践应用中，主要采用以下几种方法：1、提高电熔窑炉的热效率电熔窑炉运行中会产生大量的热能，其中绝大部分都会散失。
因此，通过提高电熔窑炉内部的热效率来降低能源消耗就成为了一个非常有效的方法。
首先，可以采用有效的隔热材料对窑炉进行保温。
这样可以减少窑炉散热的程度，提高内部温度，并在一定程度上降低加热所需的电能，从而达到节能的目的。
其次，可以尝试采用先进的加热方式，通过提高电熔窑炉内部的温度来提高其热效率。
其中，利用感应加热技术，通过变压器和感应线圈将电能转化为热能，直接作用于金属物料内部来加热其熔化，可以大大提高电熔窑炉的热效率。
2、改进电熔窑炉的结构设计电熔窑炉的结构设计对其能源消耗也有着重要的影响。
因此，改进电熔窑炉的结构设计也可以成为一种有效的节能方法。
电熔窑炉的结构设计首先应该考虑到能够降低能量损失。
在设计时，可以采用多层绝缘体结构，使得其内部的热量不易流失，从而大大提高其热效率。
同时，合理设计窑炉进、出口的位置和尺寸，以保证制品出入和气流循环畅通，进一步提升电熔窑炉的能效。
3、合理使用电熔窑炉合理使用电熔窑炉也是节能的一个重要的方面。
操作人员需要从以下几个方面出发来减少电熔窑炉的能源消耗:（1）合理调节加热功率电熔窑炉的加热功率应该根据其工作状态和熔炼物料的特点进行调整。
过大的加热功率会造成能量浪费，同时也会增加生产成本，因此必须在使用时合理调节。
（2）减少窑炉空转时间在电熔窑炉开始工作前，需要花费一定的时间将其预热。
如果在这个过程中发生空转，将会造成大量的能量浪费。
因此，操作人员应尽量缩短空转时间，减少能源的消耗。
工业窑炉节能技术措施
工业窑炉节能技术措施在工业生产中，窑炉常作为生产过程中的关键设备使用。
然而，传统的窑炉存在能源利用效率低下的问题，这不仅令企业在生产成本上存在较大压力，也加剧了环境污染的程度。
为此，采取一些节能技术措施已经成为了目前窑炉设计建造和使用中的重要问题。
窑炉节能技术措施的意义窑炉作为工业生产过程中耗能量非常大的设备之一，其能源利用问题是影响生产成本和环境保护的关键之一。
充分利用各种可利用的节能技术，对于提高窑炉能源利用效率，减少企业生产成本，推动产业节能减排等具有重要意义。
节能技术措施1. 窑炉内部结构优化设计窑炉内部结构的优化设计是减少炉内能量损耗的重要技术方案。
通过优化窑炉的形状、尺寸、炉膛内部抗氧化涂层等，可以降低炭化物质量、促进燃料和空气的混合，减少干燥和煤气化的能量消耗。
2. 燃料改良技术燃料改良技术是现代化节能技术的重要范畴之一。
在窑炉运行过程中，燃料是产生炉内高温的物质之一，因此利用更加高效的燃料，如优质煤、天然气等，需要进行燃料的优化选择。
3. 窑炉的热能回收技术热能回收技术是窑炉节能的有效方法之一。
通过在窑炉的废气中配置热交换器，可将废气中的热能回收，从而获得更多的能量。
这样在整个生产流程中可将一定的热能回收，从而有效减少能源消耗。
4. 窑炉运行监测和运维技术窑炉运行监测和运维技术是窑炉节能保障的关键。
通过对窑炉运行过程中的各项参数进行监测，及时发现问题，并采取正确的方法来解决，可以有效地保障窑炉的升温效率，也可以及时发现和消除缺陷。
此外，采用智能节能设备，可以有效地对窑炉进行精细化管理，为企业实现科学化生产管理创造良好前提。
窑炉节能技术措施的创新随着科技创新不断深入，窑炉的节能技术措施也需要不断创新。
窑炉集成式节能系统、能源在线监测平台和大数据分析技术的应用等都是窑炉节能技术创新的重要方向。
结论由于窑炉是工业生产过程中派不可少的设备之一，其能源利用效率的提高具有重要意义。
通过对窑炉内部结构进行优化设计、采用高效燃料、利用热能回收技术和智能节能设备等，可以有效地提升窑炉的能源利用效率，降低企业生产成本和能源消耗。
ZS-1061红外
ZS-1061耐高温远红外辐射涂料红外辐射机理1、涂料原理介绍：ZS-1061耐高温远红外辐射涂料能够辐射出耐火材料更多的远红外线(红外辐射率更高)为主要特征功能。
具有较高的可见光和近红外光辐射率、较高的热红外发射率，在600℃高温以上涂层一直保持0.9∑红外吸收率和发射率,使炉膛内红外辐射能量转化为涂层的热效应，涂层再以高发射率将热量以红外辐射的形式发射回炉膛内或是以传导形式传给基材。
涂层吸热后会发射1～5μm波长的热量，而1～5μm波长的热量是极易被物体吸收的。
2、红外辐射现象：绝对温度高于-273.15时的物体都能产生红外辐射，基于物质内部结构的电荷，受到环境中能量的激发而伸缩振动或转动，成为远红外辐射的电磁波，辐射能量。
高温辐射能量波长大多数集中在1～5μm波段，比如1000℃和1300℃时，分别有76%和85%的辐射能量集中在这一波段内。
3、红外辐射波长：红外辐射是从物质中发射出来的，红外辐射是电磁波中的一段,其波长范围是0.76-1000μm,又将其划分为：近红外（0.76—3.0μm），中红外（3.0—6.0μm），远红外（6.0—15.0μm）和超远红外（15—1000μm）。
其频率范围为3×1011~4×1014HZ 之间，对应的能量范围为 1.66-1.26×10-5ev。
近红外在性质上与可见光相似，所以志盛威华总结又称为光红外。
中红外、远红外和超远红外是产生热感的原因，所以又称为热红外。
4、红外辐射定义：红外辐射又称电磁波辐射，红外线是波长介于微波与可见光之间的电磁波，其本身不具有热性质，红外而是在其射程范围内被物质吸收，使物质分子和原子中的电子或离子产生受迫共振而引发的热效应。
红外线频率较低，穿透到原子、分子的间隙，会使原子和分子震动加快、间距拉长，即增加了热运动量，宏观看物质温度升高、汽化等。
5、如何提高涂层电磁波吸收和辐射：提高涂层红外电磁波吸收和辐射，还要兼顾涂层耐高温、抗氧化、耐热震、抗冲击等因素，涂料材料采用辐射协同强化剂、耐高温基料、高温粘结剂、能带宽的氧化物、稀土氧化物和金属等；①、温度波动吸收辐射率不动：涂料包含在不同温度段强吸收强发射强材料，随温度和波长的变化规律相匹配发挥不同材料特点，材料之间协同作用，使涂料在高温下红外发射频谱的协同作用得到优化和稳定，涂料在相应的工作温度下获得稳定的高红外发射率。
热控涂层常用材料 -回复
热控涂层常用材料-回复热控涂层是一种常见的功能性涂层，用于控制物体表面的温度。
这种涂层能够有效地吸收或反射热量，从而实现热量的调节和控制。
在热控涂层中，常用的材料有金属颗粒、陶瓷颗粒、聚合物及其复合材料等。
本文将逐步介绍热控涂层常用材料的特性及其在不同领域的应用。
首先，金属颗粒是热控涂层中常用的一种材料。
金属颗粒具有良好的热导性和热辐射特性，能够快速吸收和释放热量。
常见的金属颗粒材料包括铜、铝和银等，它们通过涂层的形式覆盖在物体表面，能够有效地吸收包括可见光和红外线在内的热辐射，并将其转化为热能。
这种材料适用于需要快速吸收和释放热量的应用，如太阳能集热器、电子器件散热等。
其次，陶瓷颗粒也是常见的热控涂层材料之一。
陶瓷颗粒具有优异的抗高温性能和稳定的热辐射特性，能够在高温环境下有效地吸收和排放热能。
其中，氧化铝和碳化硅是常用的陶瓷颗粒材料，它们具有良好的耐腐蚀性和热稳定性，适用于高温热控涂层的应用，如航空发动机的涡轮叶片和燃烧室等。
另外，聚合物材料及其复合材料也是热控涂层常用的材料之一。
聚合物具有较低的热导率和良好的柔韧性，能够在物体表面形成一层隔热层，起到热绝缘的作用。
而聚合物复合材料通过在聚合物基体中加入填料或纤维增强材料，提高了涂层的力学性能和热导性能。
常见的聚合物复合材料包括碳纤维复合材料和陶瓷填料增强的热塑性聚合物等，这些材料适用于需要同时具备耐高温和隔热性能的应用，如航空航天器件和汽车引擎部件等。
除了上述常见的材料外，还有一些特殊的材料也被广泛应用于热控涂层中。
例如，微孔结构材料能够在涂层中形成很多微小的孔隙，通过空气的导热和对流传热来控制热量的传递。
纳米材料是指具有纳米尺度结构和特性的材料，它们具有独特的光学和热学性质，能够在热控涂层中实现更精确的温度调节。
液晶材料是一种特殊的有机材料，能够通过外加电场或温度的变化来改变其结构和光学性质，具有很大的潜力用于热控涂层。
总之，热控涂层是一种能够调控物体表面温度的功能性涂层。
辐射热材料
辐射热材料
辐射热材料是指可以吸收和辐射热辐射能量的材料。
辐射热材料常用于制造热辐射器、热平衡器等热光学器件和设备。
这些材料通常具有良好的辐射特性，如高反射率、高吸收率和低反射率。
辐射热材料的选择取决于所需的热辐射特性和应用环境。
一些常见的辐射热材料包括金属、陶瓷和涂层材料。
金属是一种常见的辐射热材料，其具有良好的导热性和吸收辐射能力。
铝、银和铜是常用的金属辐射热材料。
陶瓷材料具有极高的耐热性和耐腐蚀性，适用于高温环境下的热辐射器制造。
氧化铝、氧化锆和硅碳化物是常用的陶瓷辐射热材料。
涂层材料是一种将辐射热性能应用于其他材料表面的方式。
常见的涂层材料包括高吸收涂层（如黑色涂层）和高反射涂层（如镜面涂层）。
辐射热材料的选择还需要考虑其在特定频率范围内的辐射特性。
不同材料对不同频率的热辐射具有不同的吸收和反射能力。
因此，在选择辐射热材料时，需要根据具体应用要求来确定材料的辐射特性，并选择合适的材料。
陶瓷行业纳米陶瓷涂层应用方案
陶瓷行业纳米陶瓷涂层应用方案第一章纳米陶瓷涂层概述 (2)1.1 纳米陶瓷涂层的定义 (2)1.2 纳米陶瓷涂层的特性 (2)1.2.1 高硬度 (2)1.2.2 耐腐蚀性 (2)1.2.3 高热稳定性 (2)1.2.4 良好的附着性 (2)1.2.5 环保性 (2)1.3 纳米陶瓷涂层的应用领域 (3)1.3.1 陶瓷行业 (3)1.3.2 金属材料 (3)1.3.3 高分子材料 (3)1.3.4 光学领域 (3)1.3.5 生物医学领域 (3)第二章纳米陶瓷涂层的制备方法 (3)2.1 化学气相沉积法 (3)2.2 溶胶凝胶法 (3)2.3 等离子体增强化学气相沉积法 (4)第三章纳米陶瓷涂层的功能测试 (4)3.1 纳米陶瓷涂层的力学功能测试 (4)3.2 纳米陶瓷涂层的耐腐蚀功能测试 (5)3.3 纳米陶瓷涂层的热稳定性测试 (5)第四章纳米陶瓷涂层在陶瓷行业中的应用 (5)4.1 纳米陶瓷涂层在陶瓷制品中的应用 (5)4.1.1 提高陶瓷制品的耐磨性 (5)4.1.2 提高陶瓷制品的抗腐蚀性 (5)4.1.3 提高陶瓷制品的隔热功能 (6)4.2 纳米陶瓷涂层在陶瓷工艺中的应用 (6)4.2.1 提高陶瓷模具的耐磨性和使用寿命 (6)4.2.2 提高陶瓷浆料的分散性和稳定性 (6)4.2.3 提高陶瓷烧结过程中的热传导功能 (6)4.2.4 提高陶瓷产品的表面质量 (6)第五章纳米陶瓷涂层在陶瓷行业的优势 (6)5.1 提高陶瓷产品的使用寿命 (6)5.2 提高陶瓷产品的耐腐蚀功能 (6)5.3 提高陶瓷产品的耐磨功能 (7)第六章纳米陶瓷涂层的环保意义 (7)6.1 纳米陶瓷涂层的绿色制备 (7)6.2 纳米陶瓷涂层的环保应用 (7)第七章纳米陶瓷涂层在陶瓷行业的市场前景 (8)7.1 市场需求分析 (8)7.2 市场竞争格局 (8)7.3 市场发展前景 (9)第八章纳米陶瓷涂层在陶瓷行业的发展趋势 (9)8.1 技术发展趋势 (9)8.2 应用领域发展趋势 (10)第九章纳米陶瓷涂层在陶瓷行业的投资建议 (10)9.1 投资策略 (10)9.2 投资风险 (10)9.3 投资前景 (11)第十章纳米陶瓷涂层在陶瓷行业的政策法规 (11)10.1 国家政策法规概述 (11)10.2 行业标准与规范 (11)10.3 政策法规对行业的影响 (12)第一章纳米陶瓷涂层概述1.1 纳米陶瓷涂层的定义纳米陶瓷涂层是指以纳米级陶瓷材料为基体，通过特定的制备工艺，在基材表面形成一层具有纳米结构的陶瓷涂层。
红外陶瓷粉的作用
红外陶瓷粉的作用
红外陶瓷粉是一种特殊的陶瓷材料，具有一定的红外辐射特性和应用价值。
以下是红外陶瓷粉的一些常见作用：
红外辐射：红外陶瓷粉能够产生和辐射红外线，这是一种电磁波，其波长介于可见光和微波之间。
红外线能够被物体吸收并转化为热能，因此红外陶瓷粉在红外加热和红外照明领域有广泛的应用。
红外加热：由于红外线具有渗透力和直接加热的特性，红外陶瓷粉被广泛用于红外加热设备中。
它可以应用于家用电器、工业加热设备、医疗设备等领域，用于快速加热物体、提高热效率和节能等。
红外传感：红外陶瓷粉也可以用于制作红外传感器。
这些传感器可以检测周围环境中的红外辐射，并将其转化为电信号。
红外传感器在自动化控制、安防监控、人体检测等领域有广泛的应用。
红外反射：由于红外陶瓷粉在红外波段有一定的反射性能，它可以用于制作红外反射涂层。
这种涂层可以用于隐身技术、红外干扰、红外屏蔽等领域，具有军事、安全和科研方面的应用。
红外滤光：红外陶瓷粉还可以用于制作红外滤光器，用于选择性地透过或阻挡特定波长的红外光。
这在红外成像、红外通信和科学研究中起着重要的作用。
需要注意的是，红外陶瓷粉的具体应用取决于其具体的化学成分和物理特性。
不同类型的红外陶瓷粉在不同领域有不同的应用。
因此，在具体应用前，需要根据实际需求选择适合的红外陶瓷粉材料。
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龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 热辐射节能涂料在陶瓷窑炉中的应用 作者：谢炳豪 林文豪 来源：《佛山陶瓷》2010年第03期
摘要:本来介绍了热辐射节能涂料的发展过程、该涂料的节能性能与特点,通过节能对比试验与具体的应用案例,说明热辐射节能涂料在陶瓷行业具有巨大的应用前景,应大力推广使用,为陶瓷行业的节能减排提供方向。
关键词:涂料;节能;窑炉
1概 述
热辐射节能涂料已应用于钢铁、石化、陶瓷、机械加工等许多行业的加热炉的内壁上,以其优秀的近红外线辐射率,加强了炉内的热辐射强度,通过此项措施改进了原有的烧成工艺,从而大幅度提高了炉子的热效率和生产率,降低了热损失,延长了窑炉炉墙的使用寿命,达到节能减排的目的。
近年来,研究人员通过一系列的技术革新与研制实验,解决了热辐射材料在窑炉内壁烧结后表面剥离的现象,使热辐射材料得到更加广泛的应用。本文从热辐射节能涂料的发展过程、理化特性分析、节能原理、应用方法等方面作了介绍,并列举了具体实例作分析,希望能为企业的节能工作带来新的亮点。
2热辐射节能涂料的应用发展过程
自上世纪七十年代的石油危机以来,世界各国都投入了大量的精力和经费,开发研究节能热辐射涂料。70年代,日本有几十家企业专门从事节能涂料的开发研究,但由于各种因素的影响,到了80年代仅剩下4家,而日本热辐射材料研究所是首先取得突破性进展的一个机构。研究所的创办人三宅辰男博士、荻原博士、佑山博士都是毕业于东京大学冶金工学专业的专家,他们多年致力于这项研究工作,终于在80年代中期,率先研制成功了极具实效的热辐射涂料,并在80年代末期至90年代初将此产品迅速工业化应用。先是在日本六大世界知名钢铁厂家开始使用,诸如神户制钢、川崎制铁、日本制钢、住友金属、新日铁等,在连续加热炉、连续淬火炉、锻造炉、热轧钢炉等广泛使用。短短几年内,此项措施在上述企业中收到了巨大的经济效益。 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 随后,这种热辐射节能涂料在大型石油化工企业,诸如九州石油、三井石油、西部石油、三菱石油、窒素石油化学等大型企业中的反应炉、轻油加热炉、重/轻油分解炉、精炼油加热炉等大型设备内广泛采用。事实上,日本国内数百座工业炉在使用了热辐射节能涂料后,钢铁行业节能效果在5%～16%,一般平均在8%以上;在石油化工行业,加热炉及分解炉中的节能率一般在2%～5%。
在我国,国外的热辐射材料推向国内市场后,也引起了众多企业的关注。如上海宝钢、沙钢、兴澄钢铁厂、金山石化、武钢、鞍钢、攀枝花钢厂、首钢等数十家企业先后也进行了热辐射材料的推广使用,并取得了极大的成绩。我国的陶瓷行业是一个巨大的耗能产业,陶瓷企业规模之大、数量之多令世界震惊。仅仅佛山市的一个大型陶瓷企业,每年的陶瓷产量比日本全国众多陶瓷厂产量的总和还要大。一条大型的陶瓷窑炉生产线,其能耗相当于一个中型的钢铁加热炉。仅佛山地区52家重点陶瓷企业2008年度的能源消费总量就达193万吨标准煤,其中按陶瓷企业的用能分配,企业能源消费总量的70%以上(即135万吨标准煤)是以水煤气或燃油在窑炉中消耗掉的。如果热辐射节能涂料在陶瓷窑炉中的应用能够像在钢铁石化行业一样,发挥其优秀的节能效果,将为企业和全社会带来极大的效益。若按5%的节能效果计算,仅佛山地区52家重点陶瓷企业采用,该材料每年就可为国家和企业节约6.75万吨标准煤,即8500万元以上的节能效益。
其实,从2002年末开始,已有将热辐射节能涂料试用于陶瓷行业的先例,但日本将陶瓷行业列为节能涂料的禁区,原因在于陶瓷行业对节能涂料有一个更高的要求:即不得出现剥离现象。因为热辐射涂料是黑色的,生产的陶瓷产品是白色的或淡颜色的,黑色的涂料若脱落下来,将会使产品报废。当时日本的类似产品还是存在少量剥离的问题,为攻克此技术难关,使节能涂料能够顺利进入陶瓷产业,日上公司在节能涂料的原料生产上进行了数百次的调配,在工厂中专门制作出加热模拟炉,对各种配比的涂料进行反复试验和烧结,历时一年多,经历了上百次的失败和挫折,终于制造出符合陶瓷企业要求的涂料。新的热辐射节能涂料于2004年底正式投放于陶瓷生产线上,截至今日,热辐射节能涂料已经在100多条陶瓷窑炉上使用,达到了预期的节能效果,为这些企业带来了巨大的节能效益。
3热辐射节能涂料的节能原理与性能简介
3.1 辐射能的基本理论 导热、对流热及辐射热是热传导的三种方式,而在工业加热炉中,由于各种炉如陶器辊窑、钢铁热轧加热炉、石油裂解炉的炉体结构的不同,其热传导的方式也多少有些差异,其中部分热能的传递是以辐射传导形式。热辐射能的大小,随着炉内的温度上升而急剧增大。在高温时,热辐射在传热中起了绝对的支配作用,可占到全体热传导能的90%以上,因此,设法提高炉子的热辐射能量,是提高加热炉热效应的关键。 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 辐射热一般是以光束(电磁波的一种)进行传递,光束由大量携带与波长相对应能量的光子所组成,运动形式是直线传播。随着波长长短的不同,其能量也不同,波长越短能量越大。电磁波的特性取决于波长或频率。在热辐射分析中,通常用波长来描述电磁波。
电磁波的波长有很宽的变化范围,如图1、图2所示:波长1000μm的电磁波通常称为无线电波。包括可见光、部分紫外线和红外线,它们投射到物体上能产生热效应。
表1为不同温度下可见光与红外线所占的比例,从表中可看出,物体温度约在550℃以下时,实际上没有可见光辐射,其热射线中主要是红外线。太阳温度接近6000K,则可见光在其热射线中占有很大比例。
在工业炉中,当炉内温度在800℃附近时,近红外线与远红外线几乎各占一半。而当炉内温度在1000～1300℃时,近红外线将占到90%以上(波长0.8～4μm,在此领域中光子所带的能量为0.4～1.5eV),其他5%为可视光。在可视光领域相近的800nm附近,光子携带能量为1.5eV,而在4μm时是0.4eV,相差了4倍。所以,提高辐射率要注重可视光附近的近红外线。如果不是吸收红外线的物质,热辐射的效果就不大。物体被红外线照射后会引起共鸣振动并产生热量,被吸收的红外线能量和物体原子、分子振动的能量是一样的,物体的原子、分子不断地振动,热量不断升高。
含有大量能量的光束,以红外线形式由众多光子组成,打在炉墙内壁表面上。内壁表面的物质吸收光子,光子由于能量被表面物质的电子所夺走而消失(光子“死”去)。但电子获取能量之后开始剧烈震动(励起状态),从而产生新的光子向外扩散传播,新的光子则打到被加工件如瓷器的表面上,又被吸收,其能量能够被加工物表面物质吸收,从而使加工物的表面升温。再经热传导将热能传播给被加工物的内部并不断地积蓄,从而提高被加工物的整体温度,直到达到所需温度,进而走向下一道生产环节(见图3)。
由于辐射能和辐射距离的平方成反比,和辐射角度成cosΦ关系,所以加热炉体的容积越大,炉顶墙面和被加工物距离越远,辐射强度和效果就会越差。辊道式瓷砖窑炉(图4)的窑顶面距离瓷砖表面比较近(仅30～50cm),所以辐射性能远远比钢铁行业的加热炉强,更能达到接收辐射的效果。
3.2 热辐射节能涂料的化学成分 任何物质由于其独特的分子结构,都有其固有的辐射率(俗称黑度)。而热辐射节能涂料是以自然资源中被公认为辐射率最高的铬铁矿(FeCr2O4)为主要成分,配上已获取专利的特种粘接剂精研调制而成,其化学成分见表2。
3.3热辐射节能涂料的辐射率 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 一般工业炉用耐火砖、浇铸料的辐射率在0.6～0.7,而热辐射涂料的辐射率在200～800℃时为0.95以上,炉内温度在950～1100℃以上时,更高达0.96 以上。炉内温度越高,其自身的辐射能越强,其中一种热辐射涂料(HRC)的辐射率见图5。
3.4 热辐射涂料的节能原理 表3为一种热辐射涂料(HRC)的节能效果,根据热工学著名的辐射热4次方原理即斯蒂芬-波尔兹曼公式:
Eβ=δ(T/100)4kcal/(m2·h) ,δ=4.88kcal/(m2·h·k4)(1) Eω=εω×4.88×(Tω/100)4kcal/(m2·h·k4) Eω=εω×4.88×()4 Tω=×100-273 式中: Eβ——黑体的全辐射热能; Eω——炉壁全辐射热能; εω——炉壁全辐射率; Tω——炉内壁面温度。 分析表3可知: (1) 窑炉内壁为耐火砖时,其辐射率为0.7以下,炉壁温度在1100℃时的辐射热为507621kJ/(m2·h);涂上热辐射涂料后,辐射率上升为0.96,辐射能量升为696178 kJ/(m2·h)。由于瓷砖烧结所需热能可认为是常数,即507621 kJ/(m2·h),当辐射率升为0.96时,炉壁温度则可以下降为995℃即可。
(2) 从表3可知,在高温段A中,涂上热辐射涂料后,由于辐射率从0.7上升为0.96,炉温可从1100℃降至995℃,温度相差105℃,每平方米每小时节能为:507621-369265=138356kJ(平均每降低1℃可节能1318kJ/(m2·h)。
在低温段 B中,热辐射涂料喷涂层使炉壁辐射率从0.7升高为0.91,温度相差55℃,每平方米每小时节能为:82967-63953=19014kJ(平均每降低1℃仅可节能345 kJ/m2·h)。