[發明專利]高蓄熱強輻射筑爐內襯材料及其加熱爐窯

無效

• 申請號: 201110210061.7
• 申請日: 2011-07-26
• 公開（公告）號: CN102384652A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 姜守文;陳穎通;程剛
• 申請（專利權）人: 陳穎通;姜守文;程剛
• 主分類號: F27D1/04
• 分類號: F27D1/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及筑爐內襯材料及運用該材料筑成的工業加熱爐窯，適用于熱處理爐、鍛造加熱爐、軋鋼加熱爐、陶瓷燒成窯、玻璃池窯、鍋爐等工業爐窯。

背景技術

為了提高工業加熱爐窯的熱效率，傳統技術普遍采用的方法：

(一)采用輕型筑爐材料，強化絕熱，減少熱損失；

(二)在爐膛內壁涂以高發射率涂層，用以增加輻射強度；

(三)提高爐壁熱輻射面積，用以增加總輻射量；

(四)近幾年出現的自帶黑體筑爐材料，該技術解決了空腔內發射率及定向發射問題。這種技術只解決了爐膛總面積很小一部分，并沒有使整個爐膛內墻全部提高到0.96的發射率。

發明內容

針對以上技術的不足，本發明采用微孔加儲熱添加劑的雙重辦法來增加整個耐火材料的蓄熱功能，形成全新的高蓄熱耐火材料，該材料比原耐火材料使爐內溫度提高100℃左右，本發明除做成普通的四方磚型材料外，還采用熱加工上空腔熱輻射原理，將材料做成空腔形狀的異型預制件，并安裝于法線正對受熱體的爐墻部位，形成紅外線的定向發射。

工業加熱爐的熱效率是一個綜合指標，它由燃燒效率、傳熱效率和熱平衡效率三部分組成。

在考察加熱爐燃燒效率時，多數只是從定義出發著眼于燃燒實際反應熱與理論反應熱之比，而沒有從燃燒速率的角度考查燃燒速度問題。本發明通過提高加熱爐的內襯材料的實際溫度，縮小爐墻與火焰中心溫度的差距從而提高了爐膛內的平均溫度。根據阿里尼烏斯定律：物質反應的環境溫度每提高10℃，其反應速度增加1～2倍。爐內燃料燃燒速度加快，單位時間內釋放出的總熱量增加，也就是說能夠供給受熱體的熱量更多。同時使普通四方型耐火磚因溫度的提高，增強了熱輻射能力，而異性輻射體外型取自標準工業黑體，空腔尺寸L∶R＝1∶3～1∶7，由于采用空腔輻射原理使發射率達到了最大值ε＝0.96，又由于表面積的增加，加大了輻射面積。并實現了紅外線的定向發射。使受熱體得到更多的熱量。由能量守恒定律得知，受熱體得到的熱量越多，其尾氣排放溫度越低。至此，熱效率的三個部分，燃燒效率、換熱效率和熱平衡效率都得到了提高，也使綜合熱效率得到提高10％左右。燃料的節能率為12-20％。

通過該技術的應用加快了工業爐窯中燃料的燃燒速率，提高了平均爐溫；強化了熱輻射量和達成定向輻射；這些都縮短了受熱體的升溫時間，從而提高了加熱爐熱效率，達到節約燃料的目的。

技術特點：本發明本專利技術采用四方磚型或將材料做成空腔形狀的異型預制件，其空腔比L/R為1∶3～1∶7，采用微孔加儲熱添加劑的雙重辦法來增加整個耐火材料的蓄熱功能，一般的物體都具有一定的反射能力，其反射率與吸收率都小于1.物體的吸收指數k與其輻射波的穿透深度d有關，兩者的關系為：

d=λ04πk]]>

其中，λ為真空中光的波長.所以提高輻射波的穿透深度可以降低物體的吸收指數，從而提高物體的發射率，輻射波的穿透與物質的種類與微觀上的致密程度有關.不同的物質具有不相同的穿透深度。根據上式計算可得其吸收指數k→0，穿透深度d→∞，從而物體的發射率會有很大幅度提高，若此時物體的折射系數n＝1即可達到黑體。從式中可以看出，物體的穿透深度與輻射波的波長相當，而絕對黑體的穿透深度d→∞，這就要求黑體的宏觀尺寸趨于無窮大，所以絕對黑體是不存在的，實際上物體在折射系數n＝1的情況下，只要吸收指數k＜0.001，這時物體的發射率已經很接近黑體，而此時輻射波的穿透深度還是很小的，對于波長范圍為0.76～20μm的熱幅射而言，其輻射波的穿透深度分別為60.5μm和1591.5μm.另外，結構松散的物質也可以降低物質的折射系數，能夠進一步達到提高發射率的效果.

本專利技術采用微孔加儲熱添加劑的雙重辦法來解決材料的發射率，使其達到0.96無論從微觀上還是從宏觀上都可以說明它能夠有效地提高物體的發射率，從而達到節能降耗的效果.

本發明對比現有技術具有下述優點：

1、投資少、見效快、經濟效益高；

2、應用廣泛，適用所有窯爐；

3、熱效率高，節能降耗效益高；

附圖說明：異性輻射體形狀與尺寸。