1、252013年 第 42卷 第 4期 V ol. 42N o. 42013INDUSTRIALHEATING 1-34-567爐用材料高溫紅外輻射涂料的研制及其節(jié)能效果趙立英,廖應(yīng)峰(廣東省超硬與電磁功能材料工程技術(shù)研究開發(fā)中心,廣東佛山528216摘要:以 MnO 2、 Fe 2O 3、 CuO 、 Co 2O 3等過渡金屬氧化物經(jīng)高溫固相反應(yīng)形成尖晶石結(jié)構(gòu)的紅外陶瓷粉料,然后與硅酸鹽粘接劑混 合制備出紅外輻射節(jié)能涂料。采用 XRD 、紅外輻射測量儀等對材料的結(jié)構(gòu)和理化性能進(jìn)行了表征。通過實驗數(shù)據(jù)的分析,研究了 高溫紅外輻射節(jié)能涂料的節(jié)能效果。結(jié)果表明,涂層具有良好的紅外輻射性能,全波段輻射

2、率最高達(dá) 0.90。在熱風(fēng)爐高鋁磚耐火 材料表面使用該高溫紅外輻射節(jié)能涂料后,在實驗條件為 600下蓄熱量提高 5%, 1200時蓄熱量提高 21%。涂覆紅外輻射節(jié) 能涂料后不銹鋼容器的吸熱和熱交換能力明顯增加,能耗可降低 28%左右。 關(guān)鍵詞:紅外輻射涂料;節(jié)能;輻射強(qiáng)化傳熱;工業(yè)爐 中圖分類號:TB34; TQ175.73+3文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號:1002-1639(2013 04-0025-04Preparation of High Temperature Infrared Radiant Coating and Energy Saving EffectZHAO Liying, LIA

3、O Yingfeng(The Superhard and Electromagnetic Materials Engineering and Technology Research Centers of Guangdong Province,Foshan 528216, China Abstract :Using MnO 2, Fe 2O 3, CuO and Co 2O 3powders as raw materials, a novel infrared radiation material with spinel structure was developed by solid-stat

4、e reaction method. Infrared radiant coatings were fabricated by doping certain amount of silicate adhesive into the composite infrared radiation ceramics powders. The physical and chemical properties and microstructures of the obtained coatings were characterized by X-ray diffraction (XRD and infrar

5、ed radiation meter. The energy saving effect of high temperature infrared radiant coating was analyzed qualitatively through the experiment data. The results show that the prepared coating systems exhibited an infrared emissivity of 0.90in the band of 12526INDUSTRIAL HEATING2013年 第 42卷 第 4期V o l. 42

6、N o. 42013 射線,步長 0.02°,掃描速率10° min50mm的兩個干燥樣品并稱重,其中涂覆高溫紅外輻射涂料 的試樣為 m 2, 空白試樣為 m 1。 將加熱爐的預(yù)先加熱至 350,然后將試樣同時放入加熱爐以 50 /min的升溫 速率升至 600,記錄升溫時間。當(dāng)加熱爐達(dá)到設(shè)定溫 度后, 將試樣同時取出放入裝有 600mL 純水的保溫容器 中,每間隔 1min 記錄一次水溫。實驗完成后將試樣干 燥,按相同的步驟在 1200的實驗條件測試試樣的蓄熱量。空白試樣的吸熱量為 s1,涂覆高溫紅外輻射涂料的試樣的吸熱量為s 2, 式中 s 為水的質(zhì)量, kg ;水溫升

7、高 =(1/ 圖 1不同球磨混料時間的燒結(jié)后紅外輻射粉料的 XRD 圖譜272013年 第 42卷 第 4期 V ol. 42N o. 42013INDUSTRIALHEATING 2各波段范圍測得的過渡金屬氧化物紅外粉料的輻射 率 (2數(shù)據(jù)如表 1所示。其中 F1為常溫全波段積分輻射率, F2為8 m ,帶寬1m 平均輻射率。由表 1可知,紅外輻射粉料全 波段的輻射率為 0.870.92,紅外涂層的全波段輻射率 為 0.900.93。在測試各波段范圍內(nèi),涂層的輻射性能 比粉料均有所提高。這可能是因為涂層經(jīng)過燒結(jié)過程, 試樣具有較高的致密度。單一的過渡金屬氧化物在 15 89m波段發(fā)射率在 0

8、.91以上, 而不銹鋼材料的發(fā)射率為 0.35左 右。由傳熱學(xué)斯蒂芬 -玻爾茲曼定律可知,黑體的熱能吸 收與絕對溫度的四次方成正比,即×28INDUSTRIAL HEATING2013年 第 42卷 第 4期V o l. 42N o. 42013 m各窄帶內(nèi)的輻射率均在 0.89以上。(2與水玻璃粘接劑配成涂料制備涂層的全波段發(fā) 射率達(dá)到 0.9以上,涂料具有優(yōu)異的節(jié)能效果。燒水試 驗表明,涂覆于金屬基材時,可顯著提高基材的吸熱和 熱交換能力。在高鋁磚耐火材料表面涂覆高溫紅外輻 射節(jié)能涂料后, 在 600實驗條件下蓄熱量提高了 5%, 1200時蓄熱量提高了 21%。 參考文獻(xiàn):現(xiàn)狀

9、及發(fā)展趨勢 J .工業(yè)加熱, 2007, 36(1 :10-14. 2孔維軍,劉瑞鈞,吳新忠.工業(yè)爐節(jié)能與發(fā)展趨勢 J .天津冶金, 2008(1 :45-48.3趙建明 . 軋鋼加熱爐煙氣余熱利用的思考 J . 工業(yè)加熱,2010(5 :53-55. 4夏新,高慶昌,李及其應(yīng)用 J .工業(yè)加熱, 1999(3 :3-4. 5馬劉寶,朱 靖.紅外輻射涂料的研究與發(fā)展趨勢 J .表面技術(shù), 2007, 36(1 :68-70.6張制備與性能研究 J . 人工晶體學(xué)報, 2010, 39(4 :1008-1013. 8彭梅蘭.節(jié)能紅外輻射涂料的制備與研究 D .廣州:華南理工大學(xué), 2011. 9劉曉芳,張楓,孫華君,等. Zn 2+固溶堇青石體系的結(jié)構(gòu)與紅外輻射特性 J .功能材料, 2003, 34(1 :88-90.WZ003535超大型管材光亮退火爐 Industrial Heating ,2013, V . LXXXI, No. 2, p30(英美國 Can-Eng 國際工業(yè)爐公司最近為美國 JMC 鋼鐵集團(tuán)制 造一套超大型管材光亮退火爐生產(chǎn)線,該生產(chǎn)線將安裝在美國 賓夕法尼亞州惠特萊德市 JMC