專利名稱：高蓄熱強(qiáng)輻射筑爐內(nèi)襯材料及其加熱爐窯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及筑爐內(nèi)襯材料及運(yùn)用該材料筑成的工業(yè)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(yè)爐窯。
背景技術(shù)：
為了提高工業(yè)加熱爐窯的熱效率，傳統(tǒng)技術(shù)普遍采用的方法(一 )采用輕型筑爐材料，強(qiáng)化絕熱，減少熱損失；( 二)在爐膛內(nèi)壁涂以高發(fā)射率涂層，用以增加輻射強(qiáng)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(xiàn)的自帶黑體筑爐材料，該技術(shù)解決了空腔內(nèi)發(fā)射率及定向發(fā)射問題。這種技術(shù)只解決了爐膛總面積很小一部分，并沒有使整個(gè)爐膛內(nèi)墻全部提高到0. 96 的發(fā)射率。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)以上技術(shù)的不足，本發(fā)明采用微孔加儲(chǔ)熱添加劑的雙重辦法來增加整個(gè)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?fàn)t內(nèi)溫度提高ioo°c 左右，本發(fā)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(yù)制件，并安裝于法線正對(duì)受熱體的爐墻部位，形成紅外線的定向發(fā)射。工業(yè)加熱爐的熱效率是一個(gè)綜合指標(biāo)，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(shí)，多數(shù)只是從定義出發(fā)著眼于燃燒實(shí)際反應(yīng)熱與理論反應(yīng)熱之比，而沒有從燃燒速率的角度考查燃燒速度問題。本發(fā)明通過提高加熱爐的內(nèi)襯材料的實(shí)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(nèi)的平均溫度。根據(jù)阿里尼烏斯定律物質(zhì)反應(yīng)的環(huán)境溫度每提高10°C，其反應(yīng)速度增加1 2倍。爐內(nèi)燃料燃燒速度加快，單位時(shí)間內(nèi)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(shí)使普通四方型耐火磚因溫度的提高，增強(qiáng)了熱輻射能力，而異性輻射體外型取自標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)黑體，空腔尺寸L R= 1 3 1 7，由于采用空腔輻射原理使發(fā)射率達(dá)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(shí)現(xiàn)了紅外線的定向發(fā)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(gè)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(jié)能率為12-20%。通過該技術(shù)的應(yīng)用加快了工業(yè)爐窯中燃料的燃燒速率，提高了平均爐溫；強(qiáng)化了熱輻射量和達(dá)成定向輻射；這些都縮短了受熱體的升溫時(shí)間，從而提高了加熱爐熱效率，達(dá)到節(jié)約燃料的目的。技術(shù)特點(diǎn)本發(fā)明本專利技術(shù)采用四方磚型或?qū)⒉牧献龀煽涨恍螤畹漠愋皖A(yù)制件，其空腔比L/R為1 3 1 7，采用微孔加儲(chǔ)熱添加劑的雙重辦法來增加整個(gè)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(shù)k與其輻射波的穿透深度d有關(guān)，兩者的關(guān)系為其中，λ為真空中光的波長(zhǎng).所以提高輻射波的穿透深度可以降低物體的吸收指數(shù)，從而提高物體的發(fā)射率，輻射波的穿透與物質(zhì)的種類與微觀上的致密程度有關(guān).不同的物質(zhì)具有不相同的穿透深度。根據(jù)上式計(jì)算可得其吸收指數(shù)k — 0，穿透深度d — C ，從而物體的發(fā)射率會(huì)有很大幅度提高，若此時(shí)物體的折射系數(shù)η = 1即可達(dá)到黑體。從式中可以看出，物體的穿透深度與輻射波的波長(zhǎng)相當(dāng)，而絕對(duì)黑體的穿透深度d—c ，這就要求黑體的宏觀尺寸趨于無窮大，所以絕對(duì)黑體是不存在的，實(shí)際上物體在折射系數(shù)η = 1的情況下，只要吸收指數(shù)k<0. 001，這時(shí)物體的發(fā)射率已經(jīng)很接近黑體，而此時(shí)輻射波的穿透深度還是很小的，對(duì)于波長(zhǎng)范圍為0. 76 20μπι的熱幅射而言，其輻射波的穿透深度分別為60.5μπι和1591. 5μπι.另外，結(jié)構(gòu)松散的物質(zhì)也可以降低物質(zhì)的折射系數(shù)，能夠進(jìn)一步達(dá)到提高發(fā)射率的效果.本專利技術(shù)采用微孔加儲(chǔ)熱添加劑的雙重辦法來解決材料的發(fā)射率，使其達(dá)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(fā)射率，從而達(dá)到節(jié)能降耗的效果.本發(fā)明對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)具有下述優(yōu)點(diǎn)1、投資少、見效快、經(jīng)濟(jì)效益高；2、應(yīng)用廣泛，適用所有窯爐；3、熱效率高，節(jié)能降耗效益高；


異性輻射體形狀與尺寸。
權(quán)利要求
1.一種高蓄熱筑爐內(nèi)襯材料加熱爐窯其特征在于筑爐材料采用微孔和儲(chǔ)熱添加劑的雙重結(jié)構(gòu)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高蓄熱筑爐內(nèi)襯材料加熱爐窯，其特征在于筑爐材料為四方磚型和空腔形狀的異型預(yù)制件，其空腔比L/R為1 3 1 7;
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高蓄熱筑爐內(nèi)襯材料加熱爐窯，其特征在于空腔形狀的異型預(yù)制件，安裝于法線正對(duì)受熱體的爐墻部位，形成紅外線的定向發(fā)射。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高蓄熱強(qiáng)輻射筑爐內(nèi)襯材料及其加熱爐窯。本發(fā)明公開了一種采用微孔加儲(chǔ)熱添加劑的雙重辦法來增加整個(gè)爐內(nèi)耐火材料的蓄熱功能，形成全新的高蓄熱耐火材料，該材料與傳統(tǒng)耐火材料比較，使?fàn)t內(nèi)溫度提高100℃左右。本發(fā)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(yù)制件，并安裝于法線正對(duì)受熱體的爐墻部位，形成紅外線的定向發(fā)射。提高燃燒效率、換熱效率和熱平衡效率，綜合熱效率提高10％左右。節(jié)能12-20％。
文檔編號(hào)F27D1/04GK102384652SQ20111021006
公開日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月26日
發(fā)明者姜守文, 程剛, 陳穎通 申請(qǐng)人:姜守文, 程剛, 陳穎通