红外辐射涂料在工业炉方面的应用 
一、简介：红外辐射涂料是由辐射材料与载体粘结剂组成，其中辐射材料的作用是提供高红外辐射性能，载体粘结剂则使涂料牢固地粘合在基体表面，作为一种物体表面辐射性能的改性材料，具有施工简便、成本低廉的特点和强化辐射传热过程、保护基体材料的优点，因而得到广泛的应用，成为改善工业炉炉内辐射传热、参与调整表面辐射性能的一项重要措施。由辐射传热基本定律和计算公式可知，提高辐射体表面辐射系数，将有利于辐射传热的强化。对于以辐射传热为主的工业炉来说，提高炉内参与辐射传热的物体表面辐射系数，将有效地强化炉内传热过程，达到节能、增产与提高产品质量的目的。
二、高性能红外辐射材料的应用技术研究许昌市红外技术研究所于20世纪80年代初期开始，采用国产或进口红外辐射材料在不同形式的工业炉上进行了广泛的应用研究。以下介绍部分实际应用效果。
1、小型工业电炉上的工业性试验自制红外辐射涂料在某机械制造公司小型台车式电加热热处理炉上的应用，该炉正常的热处理温度为800℃，发热体元件是铁铬铝电阻丝，电炉额定输入功率是60kW，炉子容积为2m3，台车面积为1.8m2，主要用于金属锻件的退火处理。涂料施工时，在不拆除炉内发热体电阻丝的条件下，对炉衬表面进行涂料涂刷施工，并对涂料的使用效果进行了跟踪。结果表明采用红外辐射涂料后，炉子升温时间由原来的3.5h缩短为3h，即升温时间缩短率为14.3%，取得了良好的节能效果。
2、全纤维喷涂炉衬热处理炉上的工业应用利用某轧辊有限公司新修高温热处理炉的机会，在燃气热处理炉上进行了自制红外辐射涂料的应用。该热处理炉为设计的最高热处理温度为1300℃，台车面积为20m2，炉子容积为40m3，以高焦混合煤气为燃料，通过炉子下部两侧对面均匀布置的多个高速烧嘴对炉子进行加热；采用纤维喷涂进行全纤维炉衬施工，该炉主要用于高铬铸辊的热处理。根据自制红外辐射涂料结合强度大的特点，制定了相应的施工方案，即将所制备的辐射涂料加入到纤维喷涂粘结剂中，通过纤维喷涂施工进行涂料喷涂，在纤维炉衬的高温侧制成一层厚度为140mm的高辐射率纤维层。实际生产数据统计结果表明，炉衬保温性能优良，升温速度快，达到了预期的节能效果；与常规的高温热处理炉相比，节能率可达30%。经过停炉观察发现，喷涂粘结剂中添加红外辐射涂料，不仅可以改善纤维炉衬表面的红外辐射性能，提高炉壁黑度，强化炉内辐射传热，收到良好的节能效果；同时，提高了炉衬表面的结合强度，改善了纤维炉衬的表面抗冲刷能力，延长了纤维炉衬的使用寿命。
3、大型轧钢加热炉上的应用在某钢厂热轧厂2#加热炉进行了高辐射率WXGT涂料的现场应用。该炉为三段步进梁式加热炉，加热件为连铸板坯，燃料为重油和高、焦混合煤气，采用金属换热器预热助燃空气。预计喷涂面积750m2，用涂料1.33㎏/m2，喷涂厚度平均1mm，喷涂部位为加热炉炉顶和炉衬内表面。通过涂料使用前后的对比测试可见，使用XWGT辐射涂料后，炉温有所提高，炉体外表面温度也有所上升，炉子燃料利用率略有提高，节能率为2.78%
三、结语通过红外研究所20多年来在红外辐射材料、红外辐射涂料在工业炉应用的节能机理以及涂料在不同种类工业炉上的应用研究，探明了以金属氧化物为主要成分的辐射材料的辐射性能和相关因素对辐射性能的影响关系，并先后在多种工业炉窑上进行了推广应用，取得了优良的节能效果，并在延长炉窑设备使用寿命方面取得了优良效果。总结材料研究与应用技术研究过程，得出以下结论。
（1）在高温工业炉上应用红外辐射涂料能够达到强化炉内辐射传热过程的目的。
（2）炉墙保温性能的优劣是炉衬内表面应用红外辐射涂料节能与否的一项关键因素。
（3）强化炉墙保温能起到改善炉衬表面辐射涂层的节能效果。
（4）提高发热元件表面的高温辐射性能，不仅能取得显著的节能效果，同时还能收到延长发热元件使用寿命、延缓元件变形过程和性能下降速度的效果。
（5）炉衬表面红外辐射涂层具有保护炉衬的作用，达到延长炉子使用寿命的目的红外所研制的锆质高温红外辐射涂料具有优良的红外辐射性能和实用价值。
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