[发明专利]一种热辐射材料及其应用热辐射材料的耐火材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种热能技术，具体说，涉及一种热辐射材料及其应用热辐射材料的耐火材料。 

背景技术

从目前使用的工业加热炉可以看出，要使工件获得的热量增多，就必需使炉内传热量增加，那就必需提高炉墙发射率和增加炉膛内传热面积。现有的工业加热炉炉壁多数是耐火砖、浇注料或者耐火纤维，它们发射率都很低，且能耗大、加热效率低。 

传热学基本理论包括以下几点： 

A)热能传递的形式：辐射、传导、对流。 

B)斯蒂芬-玻耳兹曼定律：E＝ε₀C₀(T/100)⁴，辐射强度E与温度的四次方成正比。 

工业加热炉中，炉膛温度一般为1000℃以上，热辐射能在高温下主要(大约90％)是以辐射的形式传递，所以工业加热炉，主要以热辐射加热为主。 

C)根据基尔霍夫定律：物体的吸收率(又称黑度)等于它的发射率。 

D)热辐射能的吸收能力与受热物体的表面黑度成正比。 

E)受热物体的热能传导强度与该物体表面和内部的温度梯度成正比，与热阻成反比。 

F)不同特性的物体发射的红外线特性(波长)不同，不同特性的红外线易被其特性相同的物体所接收，即固体物质发射的红外线易为固体吸收，而不易为气体所吸收。 

G)根据兰贝特定律：空间各方向发射的辐射能中，法线方向的能量最多，切线方向的能量等于零。 

全纤维工业加热炉，采用筑炉材料轻型化，是以容重很小的耐火纤维作为炉体材料，旨在减少蓄热损失和散热损失，降低能耗，但耐火纤维的发射率很低，这一技术措施只是将热量堵在炉膛内部，却不能解决热辐射能的热射线射到被加热工件上，故节能率不高。全纤维工业加热炉结构采用全纤维，耐火纤维的热发射率更低(ε＝0.35)。将热量堵在炉膛内，热射线在炉体内呈漫射状态，确实减少了炉窑的蓄热损失和散热损失，但是，纤维在高温下发生较大收缩并易粉化。 

蓄热式工业加热炉采用高温空气燃烧技术(HTAC)，蓄热式工业加热炉自身设置有套蓄热式烟气余热回收装置，炉体加入的余热回收装置使得整个炉体结构比较复杂，对加热炉排放的尾气余热进行回收，它充分利用加热炉的余热，故节能效果较好。蓄热式工业加热炉采用蓄热式烟气余热回收，而热量在炉膛内并没有充分利用，只是利用热流下游。但是，给炉体加入余热回收装置使得整个炉体结构复杂、投资大、蓄热体寿命短，因此维护和运行成本较高，也不适用于小型的工业加热炉。 

黑体技术是将炉膛和黑体元件共同组成一个红外加热系统，在高温下，仅黑体元件的发射率保持在原来的水平。但现有的黑体元件在高温下，经过一段时间的使用就开始粉化、脱落和缺损，同时，对炉膛进行全面的强化红外涂装(采用的是一般涂料)，涂层易老化，难以从根本上解决难题，并且寿命短(仅几个月涂层就会不起作用)，从而使整个炉膛的辐射强化加热减弱。 

发明内容

本发明所解决的技术问题是采用一种热辐射综合强化传热节能技术，提供一种热辐射材料，从而提高了整个炉膛内的高发射率，并且热辐材料根本不老化，寿命长。 

技术方案如下： 

一种热辐射材料，包括：辐射材料、填充料和粘接剂，其中， 

辐射材料包括： 

硅系材料        20～35份； 

铁系材料        30～50份； 

锰系材料        25～35份； 

碳材料          10～13份； 

铬系材料        10～15份； 

铜系材料        10～12份； 

钴系材料        7～10份； 

钛系材料        10～14份； 

钒系材料        5～10份； 

稀土材料        15～20份； 

填充料： 

锆系材料        40～50份； 

铝系材料        40～50份； 

石英材料        30～40份； 

烧结剂： 

耐火粘土        5～10份； 

膨润土          10～15份； 

苏州土          10～15份； 

粘接剂： 

无机粘接剂      400～500份。 

其中，份代表单位重量或者质量。