一種加熱爐爐管用高輻射陶瓷涂料及其制備、使用方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及陶瓷涂料領域，特別是指一種加熱爐爐管用高輻射陶瓷涂料及其制備、使用方法。
【背景技術】
[0002]我國有近百萬臺工業(yè)加熱爐，熱能利用率比國外低10?20個百分點，尤其是中、高溫加熱爐是重點耗能大戶，節(jié)能減排刻不容緩。中、高溫加熱爐的傳熱方式以輻射傳熱為主，過去用碳化硅等高輻射材料為主體制備涂料，經(jīng)工業(yè)應用表明，這種涂料高溫下易被氧化，并被堿性爐渣侵蝕，雖經(jīng)加入抗氧化劑和采用薄膜技術改進，但這種涂料的使用壽命仍達不到工業(yè)要求。
[0003]近年來，國際上應用噴涂高輻射陶瓷涂料方法，對加熱爐進行技術改造，已在美、英、德等國家得到了廣泛應用，并取得顯著的節(jié)能減排效果。這種涂料有兩個主要產(chǎn)品，即耐火材料用涂料和金屬用涂料。我國多年來在加熱爐內(nèi)襯使用的耐火材料和電爐用加熱體使用的電加熱帶應用噴涂高輻射陶瓷節(jié)能涂料的方法進行工業(yè)化研究和應用，但在爐管用高輻射陶瓷節(jié)能涂料少見研究及工業(yè)應用。
[0004]本發(fā)明對加熱爐進行技術改造取得節(jié)能減排，延長設備使用壽命，提高其綜合經(jīng)濟效益達到的預期效果。從冶金學考慮，在爐管制造過程中，使其爐管表面具有高輻射性，同時具有高的化學冶金結(jié)合性和耐熱震性能，此技術國外正在研究中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提出一種加熱爐爐管用高輻射陶瓷涂料，解決了現(xiàn)有技術中加熱爐爐管用涂料的使用壽命短、能耗高的問題。
[0006]本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的:一種加熱爐爐管用高輻射陶瓷涂料，包括A組份和B組份，所述A組份為金屬氧化物混合物，占兩者總量的30?35% ;所述B組份為耐高溫粘合劑，占兩者總量的65?70%。
[0007]優(yōu)選地，所述A組份具體為三氧化二鈷、三氧化二鋁、二氧化錳和氧化銅；所述三氧化二鈷占A組份總量的25?35%，所述三氧化二鋁占A組份總量的10?20%，所述二氧化錳占A組份總量的20?30%，所述氧化銅占A組份總量的25?35%。
[0008]優(yōu)選地，所述B組份具體包括硅溶膠和助劑，其中所述硅溶膠具體濃度為20%?25%的二氧化硅水溶液，所述助劑具體包括增稠劑、防沉劑和潤濕劑，所述增稠劑占所述B組份總量的1%?2%，所述防沉劑占所述B組份總量的3%?6%，所述潤濕劑占所述B組份總量的1%?2%。
[0009]一種加熱爐爐管用高輻射陶瓷涂料的制備方法，包括如下步驟:
[0010]I)按照比例將所述A組份稱取，混合均勻；
[0011]2)將所述A組份經(jīng)1150?1350°C高溫燒結(jié)1.0h?1.5h，得所述A組份固熔體；
[0012]3)將所述A組份固熔體粉碎；
[0013]4 )將所述B組分和所述A組份固熔體以80?100轉(zhuǎn)/min攪拌混合40min?60min。
[0014]優(yōu)選地，步驟3)中所述A組份固熔體粉碎后的粒徑范圍為5?10 μ m。
[0015]一種加熱爐爐管用高輻射陶瓷涂料的使用方法，包括如下步驟:
[0016]I)對所述爐管表面進行精細噴砂；
[0017]2)對所述爐管表面進行除銹、除垢前處理；
[0018]3)在室溫10°C?30°C下對所述爐管表面進行噴涂，形成涂層；
[0019]4)所述涂層自然干燥12?24h。
[0020]優(yōu)選地,步驟3)中所述涂層厚度范圍控制在0.04mm?0.06mm。
[0021]優(yōu)選地，所述涂層的熱輻射率ε 0.85?0.95。
[0022]優(yōu)選地，具有所述涂層的所述爐管表面受熱溫度< 700°C，具有所述涂層的所述爐管表面抗熱震性700°C> 10次。
[0023]本發(fā)明提供的加熱爐爐管高輻射陶瓷涂料為一種水性高輻射陶瓷節(jié)能涂料，是非可燃的無毒無味環(huán)保產(chǎn)品，具有高輻射率，高粘合強度，抗熱震性能優(yōu)良的特點。
[0024]本發(fā)明的有益效果為:
[0025]I)本發(fā)明提供的加熱爐爐管高輻射陶瓷涂料具有抗高溫氧化、抗腐蝕的功能，延長爐管的使用壽命；
[0026]2)本發(fā)明提供的高輻射陶瓷涂料能夠增加爐管表面的傳熱，提高了換熱效率，降低加熱爐的燃料消耗，達到節(jié)能目的；
[0027]3)在加熱爐負荷相同的情況下，具有本發(fā)明提供的高輻射陶瓷涂料涂層的爐管的表面溫度比沒有這種涂層的爐管溫度降低4%?5%，這不僅提高了爐管的使用壽命，更主要的是避免爐管局部過熱，引發(fā)生產(chǎn)事故，對安全生產(chǎn)具有重要意義；
[0028]4)在與加熱爐內(nèi)壁也噴涂本發(fā)明提供的高輻射陶瓷涂料相配合的情況下，提高加熱爐爐內(nèi)溫度均勻性50%，對改善產(chǎn)品質(zhì)量和降低尾氣有害氣體(NOx)的排放具有重要意義；
[0029]5)本發(fā)明通過對輻射和對流受熱面的金屬爐管噴涂高輻射陶瓷涂料的方法，有效降低爐管損耗，提高爐管表面的熱輻射率。在不改變設備結(jié)構(gòu)的條件下，強化輻射傳熱，這是一種投資少、見效快、施工簡便的新型節(jié)能技術，3?6個月內(nèi)僅節(jié)能效益就可收回涂料成本。
[0030]6)本發(fā)明施工簡便，調(diào)整涂層與爐管的熱膨脹系數(shù)趨于一致，以利于延長加熱爐爐管的使用壽命。
【附圖說明】
[0031]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0032]圖1為本發(fā)明一種加熱爐爐管用高輻射陶瓷涂料的制備流程圖；
[0033]圖2為圖1所示加熱爐爐管用高輻射陶瓷涂料的使用流程圖。
【具體實施方式】
[0034]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0035]實施例1
[0036]本發(fā)明涉及一種加熱爐爐管用高輻射陶瓷涂料，包括A組份和B組份，A組份為金屬氧化物混合物，占兩者總量的30% ；B組份為耐高溫粘合劑，占兩者總量的70%。
[0037]A組份具體為三氧化二鈷、三氧化二鋁、二氧化錳和氧化銅；三氧化二鈷占A組份總量的25%，三氧化二鋁占A組份總量的10%，二氧化錳占A組份總量的30%，氧化銅占A組份總量的35%。
[0038]B組份具體包括硅溶膠和助劑，其中硅溶膠具體為濃度為20%的二氧化硅水溶液，助劑具體包括增稠劑、防沉劑和潤濕劑，助劑占B組份總量的10%，增稠劑占B組份總量的2%，防沉劑占B組份總量的6%，潤濕劑占所述B組份總量的2%。增稠劑、防沉劑和潤濕劑均為陶瓷涂料常用的增稠劑、防沉劑和潤濕劑。
[0039]實施例2
[0040]本發(fā)明涉及一種加熱爐爐管用高輻射陶瓷涂料，包括A組份和B組份，A組份為金屬氧化物混合物，占兩者總量的35% ；B組份為耐高溫粘合劑，占兩者總量的65%。
[0041]A組份具體為三氧化二鈷、三氧化二鋁、二氧化錳和氧化銅；三氧化二鈷占A組份總量的35%，三氧化二鋁占A組份總量的20%, 二氧化錳占A組份總量的20%,氧化銅占A組份總量的25%。
[0042]B組份具體包括硅溶膠和助劑，其中硅溶膠具體為濃度為25%的二氧化硅水溶液，助劑具體包括增稠劑、防沉劑和潤濕劑，助劑占B組份總量的5%，增稠劑占B組份總量的1%，防沉劑占B組份總量的3%，潤濕劑占所述B組份總量的1%。增稠劑、防沉劑和潤濕劑均為陶瓷涂料常用的增稠劑、防沉劑和潤濕劑。
[0043]實施例3
[0044]本發(fā)明涉及一種加熱爐爐管用高輻射陶瓷涂料，包括A組份和B組份，A組份為金屬氧化物混合物，占兩者總量的32% ；B組份為耐高溫粘合劑，占兩者總量的68%。
[0045]A組份具體為三氧化二鈷、三氧化二鋁、二氧化錳和氧化銅；三氧化二鈷占A組份總量的28%，三氧化二鋁占A組份總量的18%，二氧化錳占A組份總量的24%，氧化銅占A組份總量的30%。
[0046]B組份具體包括硅溶膠和助劑，其中硅溶膠具體為濃度為22%的二氧化硅水溶液，助劑具體包括增稠劑、防沉劑和潤濕劑，助劑占B組份總量的8%，增稠劑占B組份總量的1.6%，防沉劑占B組份總量的4.8%，潤濕劑占所述B組份總量的1.6%。增稠劑、防沉劑和潤濕劑均為陶瓷涂料常用的增稠劑、防沉劑和潤濕劑。
[0047]本發(fā)明提供的加熱爐爐管高輻射陶瓷涂料具有抗高溫氧化，抗腐蝕功能，延長