文档介绍：高炉热风炉蓄热体微纳米节能涂料覆层技术的研究
Development of micron-nanometer energy saving coating technology
on heat retainer in hot blast stove
周惠敏1 苍大强2 宗燕兵2 但智钢2 徐大勇3 刘常鹏3
曹勇4 袁留锁4 时盛义1 王家水1 胡江宁1
( 1山东慧敏科技开发有限公司 2北京科技大学冶金与生态工程学院
3鞍钢技术中心 4首钢技术中心)
摘要:采用超细化技术制备出微纳米涂料,并在高炉热风炉蓄热体表面成功制备出微纳米节能涂层。分析和检测结果表明,,涂层厚度约为270μm。涂层与基体间有3mm左右渗透区,这保证了涂层与基体间的良好的粘结性能和优异的抗剥落能力。实验室实验结果表明,涂层能显著提高格子砖蓄、放热能力,并减小送风混前温度的波动。涂层提高风温和节能的机理是高发射率微纳米涂层大幅度提高强化了气-固相间的辐射传热,提高了炉子的热效率,从而缩短格子砖蓄热时间、提高热风温度和降低燃料消耗。涂层增强了耐火砖的物理性能和热工性能,有利于热风炉的长寿。
关键词:热风炉,格子砖,高发射率涂层,高风温,力学热工性能。
Keywords: hot blast stove; checker brick; high emissivity coating; high blast temperature
1 引言Introduction
在高炉生产中,高风温操作是炼铁工作者追求的目标。国内外在提高热风炉风温的研究方面多集中在炉衬选材和结构设计、蓄热材料的材质和几何形状和采用高热值燃料等方面[1,2]。此外,也有通过改变格子砖的表面积,添加高效蓄、放热填充料等方法,提高蓄热材料的蓄热和放热效率的研究。但少有报道在热风炉蓄热材料表面制备高辐射涂层,以提高蓄热体的蓄、放热效率,从而提高热风温度,降低燃料消耗。
高温高发射率涂料问世以来,其节能效果引起了世界范围的重视,典型产品有英国CRC公司的ET-4型红外涂料[3,4]、美国CRC公司的C-10A、SBE涂料[5]、欧澳多国联营的Encoat红外辐射涂料[6,7]等。我国也有十几家企业和单位对高温节能涂料进行研究和开发[8,9]。国内研制的红外节能涂料也有一些产品应用于各种炉窑及加热元件上,并取得了一定的经济和社会效益。本文将微纳米高发射率节能涂料应用到高炉热风炉蓄热体表面,采用超细化技术制备出微纳米涂料,检测并分析了涂料与涂层的主要性能和微观结构,给出了高炉热风炉蓄热体表面制备高发射率微纳米节能涂
料覆层的技术。用实验室实验和钢铁厂热风炉上的实际应用结果分析了高炉热风炉蓄热体微纳米节能涂料覆层应用效果。
2 涂层的制备及实验方法Coatings and experimental procedures
涂料由高发射率基料、悬浮剂和粘合剂等组成,主要组分比例见表1。高发射率粉体基料主要成份为氧化锆、氧化铬、碳化硅、氧化铁、棕刚玉、钛白粉、耐火粘土和膨润土。将上述各组分按配比称重、混合后,采用超细化处理工艺,使基料颗粒达到微纳米级,获得微纳米涂料基料。
表1 涂料主要组分比例
组分
耐火粉料
增黑剂
烧结剂
粘合剂
悬浮剂
比例,%
30~40