2019-09-27++高辐射覆层技术 共59页
应用于工业炉窑的国家重点节能低碳技术——高辐射覆层技术
应用于工业炉窑的国家重点节能低碳技术——高辐射覆层技术周惠敏，翟延飞，张绍强，杨秀青，李亮，刘常富（山东慧敏科技开发有限公司，山东济南 250100）摘要：本文介绍了一种应用于高炉热风炉、焦炉、轧钢加热炉等工业炉窑的国家重点节能低碳技术--高辐射覆层技术。
该技术通过在蓄热体表面涂覆一层发射率高于基体发射率的覆层材料，提高工业炉窑换热效率和工作效率，在高炉热风炉上应用节能5%以上，在焦炉、轧钢加热炉上应用节能3%以上。
关键词：高辐射覆层技术；高炉热风炉；焦炉；轧钢加热炉；节能引言高辐射覆层技术是由山东慧敏科技开发有限公司（以下简称慧敏科技）研发，应用于工业炉窑节能减排的专利技术。
围绕高辐射覆层技术，慧敏科技获得国家发明专利8项、国际专利2项，形成覆盖高辐射覆层产品制备方法、实施工艺、蓄热体结构、检测方法等全方位的知识产权体系；为主或参与起草国家标准、行业标准13项，建立了囊括高辐射覆层产品生产、产品应用、效果检测等各环节的多维度标准化体系。
高辐射覆层技术历经十余年的发展完善，已成为一套完整、实用、可靠、高效、环保的节能技术，列入国家重点节能低碳技术推广目录（2015年本，节能部分）、国家固定资产投资项目节能评估和审查工作指南（2014年本）、国家战略性新兴产业重点产品和服务指导目录，是“十二五”国家科技支撑计划资助项目。
其产品纳微米高辐射覆层节能涂料是国家重点新产品、山东名牌产品。
1 技术简介高辐射覆层技术是将具有高发射率、高耐火度、抗高温氧化性能的材料经超细化处理后，与高温胶复合成纳微米高温红外涂料，涂覆于经界面改性处理的耐火材料、陶瓷材料或金属材料基体表面，形成与基体渗态结合的钉扎结构覆层，使基体表面持续具有高发射率（高吸收率），强化辐射传热，降低烟气热损失，提高炉窑热效率的节能减排集成技术。
高辐射覆层技术历经十余年的发展，通过不断地命题探索，进行了436次物理力学及传热性能试验，获得1728个实验室数据，对127座（次）热风炉进行数据检测，取得6653个工业数据（基础数据超过百万）。
利用高辐射覆层提高热风炉风温的研究
第２ 卷 第 ５ ８ 期
２ ０ １ ０６ ０月
山 东 冶 金
Ｓ ａ ｏ ｇ Ｍｅａｌ ｒ ｙ ｈ ｎｄ ｎ ｔｌｕ ｇ
Ｖ０ ＿８． ． ｌ ２ Ｎｏ ５
Ｏｃｏ ０ ６ ｔｂ ｒ ２ ０
・
专论 与综述 ・
利用高辐射 覆层提 高热风炉风温 的研 究
１ 引 言
提高风温 是 高炉 强化 冶炼 的关键 技术 。提 高风
上 ，即涂覆 微纳 米 红外节 能 涂料 后格 子砖 的发 射率
比未涂覆 的格子砖 的发射率提高 １． ％以上。所 ６５ ２ 以， 格子砖热交换能力提高【 ３ １ 。
由于高温 区 的格子 砖涂 覆涂 料 后发 射 出来 的热 的波 长 为 ｌ５－１， 极易 被未 涂覆 的格 子砖 吸 收 。下 Ｉ１ Ｌ１ 部格 子砖 的 蓄热速 度 和蓄热 量也 大 大增 ： ，进而 提 ９ Ⅱ
Байду номын сангаас
３１ 试验结果 涂覆涂料与未涂覆涂料的蓄热体 ．２ ． 在升温过程和降温过程中内部温度 变化趋势曲线如 图 ２图 ３ 、 所示。试验证 明 ： 涂覆涂料的 式样 （ 实线 ） 在升温和降温的速率均高于未涂覆的试样（ 虚线 ） 。
换能力 。微纳 米 红外节 能涂 料是 由优 质 的抗 氧化 物 质 经超 细 化 处 理 制得 的发 射 率 达 ０９ ． ３以上 的高 辐 射 材料 ，将 此材 料涂 覆于 经表 面处理 后 的格子 砖表
高热风炉 的蓄热 能力 ， 提高热 风温度 。 由于排 出的废
３ 实验室试验
３１ 蓄热体 内部温度 变化 趋势试 验 ． ３１１ 装 置与测 试方 法 ．． 试 验装 置与 测试 方法 如 图 ｌ 所示 。取 一块 蓄热材 料制 成 的砖 等 分为二 ， 一半 在
高辐射覆层技术课件
➢综上所述，影响红外辐射与吸收的主要机理有：晶格振动的 共振吸收和多声子吸收、自由载流子吸收及杂质引起的不同 机理的吸收。 ➢晶格振动引起的辐射与吸收集中在远红外区；自由载流子引 起的吸收则从近红外开始形成连续的吸收光谱；杂质或缺陷 引起的吸收要视其引发机理的不同，可形成有限宽度的吸收 带和红外连续吸收光谱。 ➢物质对红外辐射的发射和吸收实质上是分子体系的跃迁偶极 矩和光的振荡电场相互作用的结果。晶格中缺陷的存在和杂 质的引入都可以改变晶格振动活性，使晶格振动增强，从而 提高晶体在相应波段的红外辐射率。
➢对于多原子分子，不管有没有固有偶极矩，只要转 动和振动能够引起偶极矩的变化，就能产生红外光谱。 这是多原子分子产生红外光谱的必要条件。 2.固体介质中的光吸收过程 ➢固体介质的吸收或发射原理除了物质的化学成分以 外，与材料结构和能态有密切关系。通常有本征吸收 和自由载流子吸收
3.晶格振动光吸收理论 ➢固体的红外辐射，除了受电子的运动和能量状态影 响以外，还与固体的晶格振动及其与辐射场的能量交 换有关。 4.杂质及其它吸收理论 ➢晶体中的杂质也会引起光的吸收。
➢我国的红外加热技术从1958年开始，最早研究的是 红外辐射加热源如红外线灯泡等，1966年开始应用到 缝纫机、自行车表面的油漆层进行烘烤作业。 ➢1976年国内进入了远红外加热应用产品和通用元件 的工业设计和生产的新阶段，为在全国范围内普及应 用远红外技术奠定了物质基础。
➢随着红外技术的发展，20世纪70年代，红外辐射涂 料逐步被应用到炉窑，到20世纪80年代许多技术先进 的国家为了达到节能的目的，投入了大量的人力、财 力进行辐射涂料在工业炉上的应用研究。
增加炉壁发射率，增强炉辐射传热，提高热效率
发射率ε
表2 炉内黑度与吸热后能量分布
高辐射覆层技术研究与应用进展
了高 辐 射 覆 层 技 术 。经 过 考 察 论 证 、 筛选 比较 之
后， 宝钢 湛 江项 目组认 为该 技 术具 有显 著节 能效 果
有重要 意义 ， 而 物体 的 源自 度 是 由其 表 面 材 料 决 定 的， 所以， 耐 材表 面 发 射率 是 决 定 辐射 传 热 效率 的
成 为高辐射覆 层技术应 用的考核指标 。
关键词 ： 高辐射覆层技术 ； 节能涂料 ； 专利 ； 标准 ； 蓄热量
中图分类号 ： Ｔ Ｆ ０ ６ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ４ — ４ ６ ２ ０ （ ２ ０ １ ６ ） ０ ６ — ０ ０ １ ２ — ０ ３
高辐 射 覆 层 技 术是 山东 慧 敏科 技 开 发 有 限公 司（ 简称 慧敏 科技 ） 自主研 发 ， 拥 有 知识产 权 的专利 技术 ， 该 技术 通过 在 蓄热体 表 面涂覆 一层 具有 高发 射率 的高 温 红外节 能 涂料 ， 强 化蓄 热体 的热 交换 能 力， 蓄 热 体 在燃 烧 期 吸热 速 度 提 高和 蓄 热 量增 加 ，
意 义 。 根据 斯 蒂 芬一 玻 尔 兹曼 热 力 学定 律 ， 辐射 能
下或 降低 煤 气 消耗 ５ ％以上 ， 或 延 长送 风 时间 ５ ％以 上， 或提高 风温 ｌ ０ 以上 ， 核算 吨铁 效益 ３ 元 左右 ；
焦炉降低煤气消耗 ３ ％以上 ， 同时减少漏气率 ， 缩短 结焦 时间 ， 提 高焦炭质 量 。
（ 山东慧敏科技开发有 限公 司 ， 山东 济南 ２ ５ ０ １ ０ ０ ）
摘 要 ： 高辐 射覆层 技术 已在 国内外 ７ ０ 余 家钢 铁企业 近 ５ ０ ０ 座 高炉 热风炉 和焦炉 上应用 ， 取得 了显 著的节 能效果 。该 技 术已获 国 内外 发 明专 利 １ ０ 项， 形 成 了完整 的知识产 权保 护体系 。慧敏科技 制修订 相关 国家标 准 、 行 业标 准 １ ３ 项， 形 成 了覆盖高辐 射覆层技 术 、 产 品生产 、 技 术应用 、 效果检 测等各 环节 的全方位标 准化体 系。按 国家标准测 定的蓄 热量 已
防辐射、超大、超厚、大体积混凝土施工技术难点解析
四川大学华西第二 医院锦江院区一期工程位于成都市
锦江区
以 南 、银 木 街 以 东 、杨 街 以 西 、紫 罗 兰
以 北 ，总 建 筑 面 积 154 59 6 m 2 ,主 要 分 为 门 急 诊 医 技 楼 和
第 一 住 院 楼 两 部 分 ，其 中 门 急 诊 医 技 楼 ：地 上 5 层 ，地 下 2
抗拉性
'（2 ) 模
须要有防
性能。
以 上 两 个 要 求 ，首 先 想 到 建 筑 施 工 常 用 的 防 水
。
经 过 现 场 实 验 ，防
的抗拉性
满足要求，
但由于止
与
间 的 焊 接 为 人 为 操 作 ，且
作
大 ，焊 缝 质
法 控 制 ，达 不 到 防 辐 射 要 求 ， 防 水 拉 杆
被 在选用之列。
1 6 、宽 17. 3 m ，墙 体 最 厚 达 2 .5 m ，顶 板 厚 度 有 1 m、2. 2 m 、3. 2 m ，顶 板 自 重 分 别 达 到 25 k N /m 2 、55 k N /m 2 、
80 k N /m 2 ,根 据 JGJ 59 - 2 0 1 1 《建 筑 施 工 安 全 检 查 标 准 》及 建 质 （2 0 0 9 ) 8 7 号 文 《危 险 性 较 大 的 分 部 分 项 工 程
工程直线加速
墙 体 厚 度 最 大 达 2. 5 m 厚 ，且 墙 体
与 为一次性
ห้องสมุดไป่ตู้
筑 ，浇 筑 墙 模
的侧压力很
大， 模
的抗拉性
须满足要求； 为
模
与混凝土之间产
线 型 贯 通 性 裂 缝 ，模
须
产
科技成果——高辐射陶瓷覆层技术
科技成果——高辐射陶瓷覆层技术适用范围石化行业石油、化工、冶金等企业行业现状加热炉是石油炼制、石油化工、化肥工业中的重要加热设备，加热炉燃料消耗在炼油化工装置中占有很大比例。
炼油厂加热炉的燃料消耗占全厂能耗的40%左右，乙烯裂解炉的能耗占乙烯装置总能耗的50%-60%。
降低加热炉的能耗是石化、化工等企业节能的重点方向。
目前该技术可实现节能量6万tce/a，减排约16万tCO2/a。
成果简介1、技术原理根据基尔霍夫辐射定律，材料的发射率和吸收率相等。
当物体表面的发射率提高后，它的热辐射和热吸收能力都得到增强。
在高温条件下，热量传递以辐射为主，当被加热物体表面喷涂陶瓷涂层后，被加热体吸收和发射热量的能力提高，提升了辐射传热效率。
加热炉是石油化工生产主要装置，其关键部位为辐射室。
加热炉70%以上的能量在辐射室里传递。
在辐射室内，炉管一方面要吸收燃料燃烧的直接辐射热，另一方面也吸收炉衬反射的辐射热，由炉衬传递给炉管的辐射热占总供热的60%左右。
炉体耐火内衬材料的发射率通常在0.5-0.8，对红外线的吸收、反射和辐射能力较弱。
通过喷涂高发射率陶瓷涂层，增强加热炉内衬对炉管的有效辐射，提高炉管对辐射热的吸收能力，有效提高加热炉的热利用效率，降低了燃料消耗，同时由于辐射传热效率提高，改善了加热炉内的温度均匀性。
2、关键技术（1）高发射率陶瓷材料制备技术；（2）金属陶瓷匹配的热膨胀系数调节技术。
3、工艺流程加热炉衬里施工流程：（1）耐火衬里表面损坏部分修补；（2）喷涂炉衬辐射陶瓷涂层，厚度0.20mm左右；（3）开炉升温固化。
加热炉炉管施工流程：（1）炉管喷砂除油除锈；（2）喷涂炉管辐射陶瓷涂层，厚度0.10mm左右；（3）开炉升温固化。
图1 石化加热炉示意图图2 高发射率陶瓷涂层应用于加热炉管表面主要技术指标发射率＞0.9；附着力≥2级；耐火度＞1700℃；容重（1.4-2.0）×103kg/m3。
医疗厂房防辐射混凝土超厚墙施工技术
医疗厂房防辐射混凝土超厚墙施工技术身份证号：******************中冶天工集团有限公司天津300308摘要：随着我国科技的发展,医疗放射性设备生产应用得到广泛关注，本文以莆田北岸两岸智能医疗产业园一期工程（中科院离子设备生产研发基地）为例，对离子设备生产厂房的防辐射混凝土超厚墙施工技术进行研究。
本文从防辐射混凝土配合比性能、模板脚手架支撑体系、大体积混凝土浇筑温控振捣养护等方面阐述了保证防辐射混凝土超厚墙施工质量的技术，重点解决了超厚墙胀模、大体积混凝土开裂、满足墙体屏蔽性能等问题。
关键词:厂房；防辐射；超厚墙；大体积混凝土；施工技术引言传统钢筋混凝土墙厚度较小，而防辐射超厚墙体厚度需要增加到传统建筑构件厚度的10-20倍，对于混凝土材料、施工工艺、养护方法都有更高的要求，且利用原有的普通墙体施工技术，超厚墙易出现胀模、大体积混凝土开裂、墙体辐射屏蔽性能不达标等问题，所以对防辐射混凝土超厚墙施工技术进行分析讨论，有利于提高防辐射混凝土超厚墙的施工质量。
1 防辐射混凝土性能辐射防护混凝土又称屏蔽混凝土，一般采用重密度混凝土，以保证辐射防护性能。
本工程厂房超厚墙有防辐射要求，为C35混凝土采用在结构上增加墙体厚度的方法进行防辐射设计。
厂房侧墙混凝土最厚处可达3800mm，密度＞2350 kg/m3。
墙体厚度满足耐辐照性能，可以防止人员可达区域的设备的严重活化，防止空间内放射性气载粒子和放射性气体的释放。
水泥采用低水化热的P.O42.5R普通硅酸盐水泥，本工程位于沿海因地制宜砂采用机制砂，粗集料采用碎石，为了改善混凝土性能增加Ⅱ级粉煤灰、S95级矿粉、TQ-3聚羧酸缓凝高效减水剂、硼酸砂，经外加剂混凝土与匀质性检测合格，最终确定C35防辐射混凝土试验配合比为水泥：砂：石：水：粉煤灰：外加剂1：矿粉：硼酸砂=290：769：980：175：81：8.54：68：40，每立方米混凝土密度为2411 kg/m3，满足防辐射混凝土密度大于2350 kg/m3的要求。
【CN110117427A】一种超辐射降温涂层结构及其制造方法【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910389810.3(22)申请日 2019.05.10(71)申请人 西南交通建设集团股份有限公司地址 650031 云南省昆明市五华区西昌路708号申请人 重庆交通大学 云南建投博昕工程建设中心试验有限公司(72)发明人 郭小坤 周建庭 廖棱 江红霞 孙明书 李丰 司义亮 (74)专利代理机构 重庆博凯知识产权代理有限公司 50212代理人 胡逸然(51)Int.Cl.C09D 4/02(2006.01)C09D 5/33(2006.01)C09D 7/61(2018.01)(54)发明名称一种超辐射降温涂层结构及其制造方法(57)摘要本发明公开了一种超辐射降温涂层结构，所述超辐射降温涂层结构覆盖在城市建筑上，包括由内至外的偶联剂层、太阳光谱辐射全反射层及红外发射层。
通过太阳光谱辐射全反射层将太阳光进行反射，减少对阳光中能量的吸收，通过红外发射层将建筑物本身的热量向外辐射，通过两种方式，降低了建筑物的温度，缓解了城市热岛效应，减少城市制冷用电量，避免因热岛效应产生有害烟雾，危害城市居民的健康。
权利要求书1页 说明书4页 附图1页CN 110117427 A 2019.08.13C N 110117427A权 利 要 求 书1/1页CN 110117427 A1.一种超辐射降温涂层结构，其特征在于，所述超辐射降温涂层结构覆盖在城市建筑上，包括由内至外的偶联剂层、太阳光谱辐射全反射层及红外发射层。
2.如权利要求1所述的超辐射降温涂层结构，其特征在于，所述偶联剂层为硅烷偶联剂层。
3.如权利要求1所述的超辐射降温涂层结构，其特征在于，所述太阳光谱辐射全反射层由可见光反射悬浮液喷涂或喷刷后凝固而成，所述可见光反射悬浮液为二氧化钛粉末、铝银粉末与甲基丙烯酸甲酯溶剂混合制备而得到的悬浮液，其中二氧化钛与铝银粉末优选的质量比范围为1:50到2:50，二氧化钛和铝银粉末的混合物与甲基丙烯酸甲酯溶剂优选混合质量比例范围为1:10到2:10。
高辐射覆层技术列入国家重点节能低碳技术推广目录
高辐射覆层技术列入国家重点节能低碳技术推广目录
慧敏科技
【期刊名称】《山东冶金》
【年(卷),期】2016(038)001
【总页数】1页(P16)
【作者】慧敏科技
【作者单位】
【正文语种】中文
根据国家发改委2015年第35号公告,山东慧敏科技开发有限公司自主研发的应用于钢铁工业和石化行业的高辐射覆层技术列入《国家重点节能低碳技术推广目录（2015年本，节能部分）》。
重点节能低碳技术的推广目录旨在加快节能技术推广普及，引导用能单位采用先进适用的节能新技术、新装备、新工艺，促进能源资源节约集约利用，提高能源利用效率，缓解资源环境压力。
推广目录涉及煤炭、电力、钢铁、有色等13个行业，共266项节能技术。
其中，第109项高辐射覆层技术由慧敏科技自主研发。
该技术在高炉热风炉、焦炉和加热炉的蓄热体表面涂覆一层发射率高于基体的覆层，以提高蓄热体热吸收及热辐射效率，减少加热时间，降低排烟温度和燃料消耗。
预计未来5年，高辐射覆层技术在高炉热风炉推广比例达到30%，年可节能110万tce，减排290万t CO2；在焦炉推广比例10%，节能能力16万tce，减排42万t CO2。
该技术在高炉热风炉和焦炉系统的节能减排中具有显著推广前景。
耐高温纳米级高辐射覆层技术
一、技术名称：耐高温纳米级高辐射覆层技术二、所属领域及适用范围：钢铁行业钢铁、冶金企业三、与该技术相关的能耗及碳排放现状钢铁工业是我国的能耗大户，其中高炉和焦炉系统能耗约占全钢铁工业总能耗的70%左右。
据统计，高炉热风炉能耗约占炼铁总能耗的45%，按7亿吨铁产量计算，其能耗高达6000万tce，焦炉能耗为2600万tce。
高炉热风炉和焦炉系统的节能减排潜力巨大。
四、技术内容1.技术原理高辐射覆层材料具有高辐射、高吸收的特性，将其涂覆在复杂结构的高炉热风炉与焦炉的蓄热体表面及燃烧室内壁，可以提高蓄热体和燃烧室立火道表面的发射率（从涂覆前的0.7-0.8提高到0.90以上），强化高温环境下固体表面与气体间的辐射传热，提高蓄热体的表面温度，加大表里温度梯度，增加了蓄热量，提升能源利用效率，降低燃料消耗。
2.关键技术（1）粉体超细化技术；（2）表面前处理技术；（3）高温胶制备技术。
3.工艺流程按照高辐射覆层材料配方称量各组分，将粉体材料混合均匀后，经超细化处理，制成微纳米级的高辐射覆层粉体材料。
根据配方精确称量CMC溶液、PA80胶、水玻璃和水，混合制成高温胶。
将高温胶倒入制备好的超细粉体材料中，使用胶磨机研磨混合，并静置发酵24h以上，完成高辐射覆层涂料的配制。
在使用高辐射覆层材料前，需要对耐材基体进行前处理，喷涂一层前处理液以降低耐材基体的表面张力，提高涂料与耐材基体的吸附力。
前处理液干燥后，将高辐射覆层涂料通过浸泡渗透或喷涂等方式包覆于耐材基体表面，形成一层发射率大于0.9、厚度约为0.3mm的致密覆层，起到保护耐材、防止渣化的效果。
高辐射覆层技术在高炉热风炉上的应用如图1所示。
图1高辐射覆层材料应用示意图五、主要技术指标（1）发射率≥0.9；（2）附着力≥2级；（3）耐火度：1700o C；（4）容重：（1.4～2.0）×103kg/m3；（5）提高高炉热风炉风温10o C以上；（6）节约煤气消耗量3%以上。
高辐射覆层技术在日钢球式热风炉中的应用
高辐射覆层技术在日钢球式热风炉中的应用吕定建;孙传胜;耿磊;范兴新;郑成旭【摘要】日钢炼铁厂在2#、5#、7#、8#高炉热风炉改造中应用高辐射覆层技术,热风炉正常运行1a后的数据统计表明,5#高炉2#热风炉烧炉时间节省4.34 min,即节约煤气量3.34％,送风拱顶温度提高了49.20℃,送风终了拱顶温度提高了53.86℃；2#、7#、8#高炉的11座热风炉在风温提高16℃的情况下,高炉外供总煤气量仍增加0.55％,年效益为1512.6万元.【期刊名称】《山东冶金》【年(卷),期】2012(034)004【总页数】3页(P56-58)【关键词】高炉;球式热风炉;高辐射覆层技术;煤气量【作者】吕定建;孙传胜;耿磊;范兴新;郑成旭【作者单位】日照钢铁控股集团有限公司,山东日照276806;山东慧敏科技开发有限公司,山东济南250100;日照钢铁控股集团有限公司,山东日照276806;日照钢铁控股集团有限公司,山东日照276806;山东慧敏科技开发有限公司,山东济南250100【正文语种】中文【中图分类】TF544高辐射覆层技术是一项通过在冶金炉窑蓄热体表面涂覆一层高辐射率材料，提高炉窑热效率，减少能源消耗和废气排放，保护耐火材料，延长炉窑寿命的节能降耗新技术。
球式热风炉应用高辐射覆层技术，通过在热风炉上部高温区蓄热球（实球）喷涂纳微米高温红外节能涂料，提高其辐射换热效率，达到提高蓄热能力和风温、延长送风时间、节约煤气的目的。
涂覆高辐射覆层后，蓄热球的力学性能改善，同时由于蓄热球表面被致密的膜层覆盖，可阻止有害气体对基体的侵害，防止蓄热球渣化，提高热风炉的使用寿命。
日钢炼铁厂于2010年、2011年在2#、5#、7#、8#高炉热风炉节能改造中应用高辐射覆层技术，并对高辐射覆层的应用效果进行了跟踪分析。
2.1 高辐射覆层技术的试用2010年5月9～18日，日钢5#高炉2#热风炉利用中修换球机会试用高辐射覆层技术并进行覆层涂覆。
大体积防辐射混凝土施工技术
大体积防辐射混凝土施工技术防辐射混凝土又称为屏蔽混凝土、重混凝土或核反应堆混凝土，是原子核辐射源装置常用的防护材料，它能有效屏蔽原子核辐射.所谓原子核辐射，一般是指G射线、B射线、丫射线和中子流.由于a射线、P射线穿透力较低，厚度很小的防护材料也能完全挡住它们，所以防辐射掘擬土要屏蔽的射线主要是Y射线和中子射线[1].Y射线是一种具有极大穿透力的电磁波，在穿过防护物质时可逐渐被吸收，当防辐射混凝土墙体厚度为常数时，防Y射线的性能与其密度成正比，物质的密度愈大，防护性能愈好，当防辐射混凝土达到一定厚度时，Y 射线可被完全吸收.一般防辐射混凝土均采用重骨料配制成重混凝土.中子射线是由不带电的微粒组成，密度大的材料对能量大的快中子有减速作用，但对能量低的热中子不具有减速效果，要削弱中子射线，防辐射混凝土中不仅须含重元素.还要含有一定数量氢原子和水的轻元素.邵阳市中心医院医技楼为12层框架一剪力墙结构，建筑面积8 900 or ,该工程的直线加速器机房采用了防辐射混凝土作为防射线的遮蔽体. 加速机房的防辐射混凝土强度等级C35,素混凝土的容重22500Kg / m3, 墙厚2. 5m,混凝土浇筑量达1520m3.该防辐射混凝土的施工应着重解决原材料的选择、配合比设计和大体积混凝土施工等技术难题.1防辐射混凝土施工方案1.1原材料的选择水泥：选用水化热较低的湘乡水泥厂P - 042. 5级硅酸盐水泥.外加剂：选用江西萍乡特种建筑材料有限公司HE- L0型缓凝高效减水剂，HE- L0型缓凝高效减水剂对新拌混凝土具有较好的保坍性，减水率20%以上，不泌水，可明显提高混凝土的和易性、泵送性和耐久性，28天强度可提高25%以上，延迟水泥水化热放热时间，在保证相同条件的前提下可节约水泥10- 20%.骨料：选用粗、中砂，含泥量〈3%;碎石选用最大粒径为31.5mm 连续级配的优等品，含泥量＜1%.由于设计要求抗辐射素混凝土的容重22500Kg/m3,因此在每立方混凝土中加入100 Kg硫酸顿(重晶石)，可满足设计要求.1.2防辐射混凝土的配合比设计防辐射混凝土的密度越大，其屏蔽效果越好，故配合比设计时应优先考虑遊土的表观密度和密实程度，再考虑强度和施丄匸艺.配合比必须满足下列要求：(1)选用骨料密度要大;(2)混凝土的水泥用量不宜过大，水泥用量过多时,其容重则下降；(3)水灰比控制在0. 4〜0. 5之间；(4)考虑防辐射混凝土骨料的比重较大，混凝土易分层，为避免因骨料重而引起骨料离析，坍落度不能太大，出机混凝土坍落度应控制在140±20mm.该抗辐射混凝土施工，采用现场搅拌，泵送混凝土.混凝土强度等级为C35,坍落度110-150miii,砂率为40%,委托邵阳市工程质量检测中心试验，混凝土的配合比为水泥:砂:碎石：水：HE- LO型缓凝高效减水剂=1:1.9:3.4:0. 42:0.01,(每立方米泯凝土加入IOOK R重晶石)施工过程中,测定砂、石的含水率，及时调整配合比. 1.3施工缝的留设防辐射混凝土施工缝的设置是重要的一环.设置施工缝，顶板和墙的支撑较易解决，避免一次浇筑混凝土太多，能够有效地保证型凝土的浇筑质量,施工缝设置处可采用一定厚度的铅板对施工缝处进行加强处理，对业的防辐射性能的影响可减小到最低程度.若不设施工缝，施工难度相当大，会增加技术措施费，且难于保证质量.由于业主和设计院担心设置施工缝的地方成为薄弱环节，影响结构的防辐射性能，要求底板、顶板和墙体遊土须一次性连续浇筑，不得留设水平施工缝.2大体积混凝土的施工2.1模板工程（D对2. 5m厚的顶板，如采用一般钢管间距太窄，且难以保证质量，所以立竿采用间距为900X900mm的型钢支撐，板底铺60In m厚的木条把板荷载均匀传递到型钢上.其余厚度的板采用间距为3 00 X 300mm的钢管支撑.（2）剪力墙采用加密对拉片，对拉片各被两根架管夹住，内侧模板的架管和相邻的型钢连接；外侧模板的架管采用桁架、剪刀撑等形式把剪力墙上的侧压力传递到框架梁和柱、地梁上.由于架管太多，为了保证墙和板的断面尺寸，在架管的端部采用了可调支撐，这样也能保证架管和墙面充分接触.（3）为了防止支扌常结构局部突然失稳，增加了斜撐和剪刀撐的数量和纵横两而支撐连接，形成了一个含有多个多余约束的超静定结构体系.2. 2混凝土工程（D重晶石防辐射混凝土的单方容重大，生产时考虑设备的荷载能力，每盘材料用量按普通遊土的60〜70%计量，即每盘搅拌0.6〜0. 7m3防辐射混凝土.（2）由于重晶石的强度较低、性脆的特点混凝土搅拌时间不宜过长，40〜50S为宜.否则，将大大增加石粉的含量，影响混凝土的工作性能.机房墙体及顶板渥凝土须一次性连续浇筑，不得留设水平施工缝，以防止射线穿过.(3)因重晶石混凝土堆密度较大，泵送距离一般不超过50 m,以免发生堵塞管道，混凝土泵管上覆盖草包，经常喷水保持湿润，以减少遊土拌合物因运输而造成的温度升高.(4)混凝土泵车输送导管距浇筑面的高度不大于2m,防止混凝土产生离析.为保证混凝土振捣密实，要分层下料和振捣，混凝土每层浇筑厚度控制在300mni左右，上层混凝土浇筑必须在下层混凝亘初凝前进行.(5)浇筑方法采用斜面分层法，实施二次振捣，控制混凝土泵布料厚度，且振捣上层混凝土时振动棒插入下层混凝土表面50mm以上，以利于散热和保持混凝土的整体性；排除混凝土表面的沁水，当混凝土浇筑接近端部时，改由端部向中间浇筑以形成坡度，使型凝土表而的沁水和浮浆汇聚，经模板预留孔流岀.(6)混凝土振捣要选用有经验的振捣手，振捣棒快插慢抽，振捣棒插入点采用梅花点布置，间距500mm插入一点，振捣棒插入下层中50〜IOomm,振捣时间控制在15S~20S以内，表面岀浆为宜，不宜振捣过度，以避免粗骨料下沉分层，影响混凝土的防辐射性能.(7)混凝土养护：混凝土浇筑完毕后.待其收水后，在顶板的表而覆盖塑料薄膜两层湿草帘，在草帘浇水养护不少于14d.墙板采用湿布覆盖，经常洒水湿润，并将加速机房的门洞封堵，以防散热过快.7d内保证混凝土养护温度不小于IO°C,相对湿度大于90%.养护条件的好坏对后期混凝土的结合水的含量有很大不同,从而对防止中子射线效果有较大影响.根据资料显示.若养护条件好，一年龄期混凝土结合水含量能增加5%.2. 3温度测控(1)提高混凝土面层温度：混凝土全部浇筑完后，采取蓄水法进行养护.水深约200mm,上盖塑料薄膜.混凝土内部水化热不断地向表而传递，及太阳的辐射作用，养护水温慢慢升高•对混凝土的养生特别有利，利于保证混凝土的质量•防止开裂.(2)降低混凝土内部温度：混凝土内部布置循环冷却水管，让循环水吸收混凝土内部水化热,以降低温度.(3)温度测定：测温范围：垂直方向，在距混凝土表面100 nun及混凝土的中间部位布置三个测温点;水平方向分别在距边缘Ini和中间部位布置；测温工具选项用JDC- 2型便携式建筑电子测温仪，在混凝土升温保持阶段，2- 3小时测温一次，在混凝土温度下降阶段，4- 8小时测温一次.温度控制参数，混凝土浇筑温度不得超过28° C.混凝土内部和表面的温度之差不得超过25° C,混凝土的温度骤降不得超过10°C/h.(4)测温表明温升正常，混凝土内部最高温升值发生在混凝土浇筑后5天内，平均实测最高温度为48.3° C,混凝土表面温度28. 6° C, 混凝土内外温差小于25° C.3结束语木工程采用的技术是成功的，经现场验收，混凝土无胀模、裂缝现象，降低了工程成本，缩短了施工工期，达到了预期的目的.设备安装调试后，经有关专家共同验收，该混凝土的抗辐射性能达到国家标准，该工程被评为湖南省省优工程.。
微电子制造技术抗反射涂层
微电子制造技术
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电信学院 微电子学系 7
光的实质就是电磁波，光也能辐射能量。这 两个描述反映了光的波粒两相性的本质。因此可
以用波长（ λ）和频率（ƒ）来描述。这两者的
关系如图14.3所示，其中υ是光的速度。
= v f
v = 光的速度, 3E 108 m/sec
微电子制造技术
Figure 14.35 分步重复光刻机
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曝光光源
在光刻胶曝光过程中，是通过光刻胶材料发 生光化学反应来转移掩膜版的图形，而且必须在 最短的时间内完成，同时要求在批量生产中是可 重复的。
紫外光用于光刻胶的曝光是因为光刻胶材料 与这个特定波长的光反应满足上述要求。因为较 短的波长可以获得光刻胶上较小尺寸的分辨率。 所以现今最常用光学光刻的两种紫外光源是：汞 灯和准分之激光。除此之外其它用于先进的或特 殊应用的光刻胶曝光有X射线、电子束和离子束。
微电子制造技术
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相对强渡 (%)
高强度汞灯的发射光谱
120
i-line
100
365 nm
80
h-line 405 nm
g-line 436 nm
60
40
DUV
20 248 nm
0
200
300
400
500
600
波长 (nm)
Figure 14.7 典型的高压汞灯的发射光谱
快门
UV 光源
对准曝光
快门在聚焦和对准过程 中闭合，而在曝光过程 中打开
抗辐射结构防水施工技术
抗辐射结构防水施工技术摘要：随着人们对建（构）筑物防水渗漏的重视及要求的提高，新型防水材料的开发与应用不断涌现，而对于有屏蔽辐射要求的地下结构，不仅要求防水，且要保证屏蔽侧壁内无地下水渗入以确保有效屏蔽厚度以满足屏蔽功能，因而防水材料的选择及施工技术十分关键。
关键词：抗辐射地下结构；防水材料、XYPEX赛柏斯；防水施工技术1、抗幅射地下结构的要求一般地下结构，均须确保防水效果以满足使用功能，一些特殊要求如须抗辐射的地下结构，除满足防水功能外，尚须满足抗辐射功能。
要达到抗辐射要求，就必须保证地下屏蔽侧壁的厚度范围内干燥而不渗入地下水，即在结构使用期间内，地下水被阻止于侧壁外表面，因而，对防水材料的性能及施工要求十分严格。
2、防水材料的选择目前防水材料主要分为柔性防水材料与刚性防水材料二大类。
1、柔性防水材料柔性防水材料，如：改沥青或高分子复合卷材、聚氨酯防水材料等防水材料。
这些材料主要是包裹住基面，不让水渗出和渗入，但有一定的防水年限，因而无法满足抗辐射地下结构在使用年限内保证屏蔽体有效屏蔽厚度的要求。
2、刚性防水材料具有高强度，但缺少延伸率和抗拉能力，但防水寿命长久，施工后跟混凝土同等，如：水泥基渗透结晶、渗透防水剂、永凝液等。
3、抗辐射地下结构防水材料选择按I级防水标准，采用刚柔结合的防水方案。
地下结构外第一道防水采用赛柏斯，第二道防水采用聚氨脂防水涂料。
赛柏斯属于水泥基渗透结晶型涂料，防水性能强且具抗辐射能力，能更有效的将地下水阻止在地下结构外表面以保证地下结构屏蔽体有效屏蔽厚度。
3、赛柏斯新型防水材料XYPEX（赛柏斯）是引进加拿大XYPEX化学公司的专有技术，由一组活性极强的化学物质和波特兰水泥、特殊级配的硅砂等组成的灰色粉末状材料，属于水泥基渗透结晶型防水涂料。
3.1 产品特点1）耐水压强度高，抗渗性能可提高300%；渗透结晶深度随时间延长而加深。
当试件放置一年后，测得其深度可达300mm；2）对结构产生的0.4mm以内的裂缝遇水后有自愈修复能力。
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2#热风炉格子砖温度高，说明高辐射覆层提高了2#热风 炉格子砖的蓄热量、放热量，风温也得到提高。
济钢 2号 1750m3高炉2#热风炉
2009年4月 1#、2# 热风炉投产4年后过渡区格子砖温度曲线图
无覆层
有覆层
济钢 2号1750m3高炉2#热风炉
2009年1#、2#热风炉过渡区格子砖温度
参数
单 1#热风炉 2#热风炉 位 （未涂） （涂覆）
焦炉断面图
立火道表面 蓄热室上部1/4格子砖表面
高辐射覆层在焦炉燃烧室的作用机理
1 高辐射覆层用于焦炉立火道与炭化室隔墙时，由于吸热快，提高 了隔墙炉壁的吸热能力，增加了立火道与炭化室的温度梯度，加 强了立火道与炭化室的热传导，可使标准火道温度下降，节约能 源，也可缩短结焦时间。作用机理：高吸收，高传热。
这项技术可应用于高炉热风炉、焦炉、轧钢加热炉等各 种工业炉窑，提高炉窑的工作效率和热效率，延长工业炉窑 的寿命，降低能耗，减少CO2排放，可为企业的节能减排做 出极大的贡献。
１概 述
自2019年，高辐射覆层技术已应用在50多家钢铁企业的 207座300m3~5800m3高炉热风炉，济钢、酒钢、石横特钢的 3座焦炉。
2019年3月，经北京科技大学热平衡诊断测试，1300℃风温段， 在送风温度几乎一样的情况下（相差1 ℃）下，与1#高炉热风炉相比， 应用高辐射覆层的2#高炉热风炉：
（1）有效热量利用率提高了3.14 %； （2）烟气带走热量减少了2.47 %； （3）热效率提高了2.84%； （4）单位体积送风量所耗煤气减少了8.62，考虑煤气热值的情况下， 煤气消耗减少了7.07%。
高温远红外涂料及其制备方法 专利号：ZL 2019 1 0114515.9
公司自主知识产权
一种提高焦炉燃烧室传热效率的方法 专利号：ZL 2009 1 0014936. 9
一种高温炉窑内壁、 水冷壁表面喷刷 涂料的施工工艺 专利号： ZL 2019 1 0114616.3
带覆层的热交换器 专利号：ZL 2019 1 0043838.X
1.77
21.8
1.80
20.3
耐压 强度 （MPa)
23.4
26.1
抗折 强度 （MPa)
8.8
8.9
高温 蠕变 （%）
-0.078
-0.042
+ 1.7% - 6.8% +11.5% + 1.13% - 46.2%
2.44
23.4
27.2
2.47
22
34.8
5.9
-0.820
8.6
-0.729
+ 1.23% -5.98% +27.94% +45.76% -11.09%
E1——加热期格子砖吸收的来自加热气体的辐射热量；ε solid——格子砖的发射率；
A——传热面积；Agas——烟气吸收率 C0——波尔兹曼常数； TC ter——加热期结束时格子砖的最终温度； E2——冷却期格子砖传递给鼓入蓄热室的冷煤气或空气的对流换热量；C——对流传热系数； TB——鼓入蓄热室的冷煤气或空气温度； TB (terminus)——煤气或空气预热温度
用于钢铁行业的高效节能技术 —— 纳微米高辐射覆层技术
山东慧敏科技开发有限公司
2019年10月20日
目录
• 概述 • 高辐射覆层技术的应用及原理 • 高辐射覆层技术应用案例 • 结语
１概 述
高辐射覆层技术是一项利用提高材料表面发射率，提高 辐射传热效率的高效节能新技术。由于冶金炉窑工作温度在 1000℃以上，辐射传热占总传热量80%以上，所以提高辐射 传热的效率可以极大的提高炉窑的 热效率。
最高温度平均值 ℃ 873.79
967.63
燃烧期 最低温度平均值 ℃ 638.47
584.66
温差平均值 ℃ 235.32
382.97
最高温度平均值 ℃ 913.24
993.18
送风期 最低温度平均值 ℃ 783.41
830.09
温差平均值 ℃ 129.83
163.09
2#与1#差值
93.84 -53.81 147.65 79.94 46.68 33.26
3、涂料内含有特制高温胶，增加了涂料的高温粘结性，有 效解决了涂料附着力的问题，保证覆层在高温下不开裂。
保证覆层不脱落！
高辐射覆层的组织结构
覆层与基体间有明显 的过渡区，这是由于 涂覆后涂料向基体内 部渗透，从而形成浅 绿色的过渡区。渗透 区的厚度约为3mm。
高辐射覆层的组织结构
涂料填充到基体的开口气孔中，形 成涂料聚集区，并在显微结构图中 呈现为黑色颗粒。表明涂料未与基 体发生化学反应，未形成低熔点相。
HM-HRC 技术的原理
燃烧E 期1 1 /A g a sC 1 0 A / so lid- 1 [A g g a a s s(1 T 0 g a 0 s)4 (T 1 s 0 o l0 id)4 ]
E1 送风期
T C ter
E2 =C（TC ter __ T B ）
sdhm
高辐射覆层技术在焦炉上的应用部位
吹风清灰 喷前处理胶 浸蘸涂料（2~3秒） 晾干 或 烘炉时烧结固化
高辐射覆层的组织结构
１、界面理论，在覆层材料制备过程中采用了前处理技 术，前处理胶改变了基体的表面张力，使表面张力减小， 提高了基体吸附涂料的能力。
２、超细粉技术，涂料的纳微米级颗粒渗透到基体的开口 气孔中，形成了涂料与砖体的渗态结合。
2 高辐射覆层用于立火道与立火道的隔墙时，由于大量吸收的热量 无法向外传递，表面吸收的热量以1～5μm的波长辐射到立火道内 部，1～5μm波长的能量极易被立火道与炭化室的隔墙吸收，提高 了立火道向炭化室的传热。作用机理：高吸收，高发射。
炭化室
高辐射覆层在焦炉燃烧室的作用原理
燃烧室
燃烧室内高温气体对炉墙辐射传热
d
F( 1 -
l ：炉墙的热导率
2 ) d ：炉墙的厚度
t 2 ：炭化室侧墙面平均温度
Q
t3
F ：传热面积
t 3 ：煤料温度
高辐射覆层在焦炉蓄热室的作用机理
蓄热室格子砖表面覆层作用机理： 高吸收、高蓄热；高发射、高放热 高辐射覆层用于蓄热室格子砖表面，通过强化
辐射换热，提高了格子砖表面温度，增加了格子砖 内外温度梯度，使格子砖蓄热量增加。
世界最大的钢铁企业ArcelorMittal加拿大Dofasco厂在2 座高炉热风炉上采用本技术，现已投产。
高辐射覆层技术介绍
高辐射覆层技术 （High Radiative Coating Tech） 是在物体表面涂覆一层具有高发射率的材料， 使物体表面具有很强的热辐射吸收和辐射能力，使 辐射传热的效率提高。
常温下耐火材料的发射 率 一 般 为 0.6 ～ 0.8 ， 随 着温度的升高，会大幅 度下降，而高发射率涂 料能一直保持较高的发 射率0.9。
高辐射覆层技术原理简介
根据基尔霍夫定律，材料的吸收率（又称 黑度）与发射率相等。当物体表面的发射率 提高后，它的吸收热量的能力也相应提高。
2 高辐射覆层技术的应用及机理
高辐射覆层技术原理简介
斯蒂芬-玻尔兹曼定律 E 0C0(1T00)4
高温下以辐射传热为主。热风炉温度可高达1300℃，辐射传 热量占85%以上。温度升高，辐射换热量占总换热量的比例急剧 增加。因此，增强高温下的辐射换热量对于提高工业炉窑的工作 效率和热效率有极大的现实意义。
采用高辐射覆层技术后，基体表面发射率增大，辐射换热量 相应大幅增加。
高辐射覆层的作用机理是非常奇妙 的，在不同部位的应用，其作用机理是 不同的。
高辐射覆层技术在高炉热风炉上的应用
应用部位：蓄热室上部20%格子砖
格子砖表面覆层作用机理：高吸收、高蓄热； 高发射、高放热
高辐射覆层通过强化辐射换热，提高了格 子砖表面温度，增加了格子砖内外温度梯度， 使格子砖在燃烧期吸热速度和吸热量增加，送 风期放热速度和放热量也增加，从而提高热风 温度。 ——HM-HRC
济钢 2号 1750m3高炉2#热风炉
2019年投产初期燃烧期过渡区格子砖终点温度平均值：
1#热风炉（无覆层）： 947.33℃ 2#热风炉（有覆层）： 998.87℃
提高51.54℃
过渡区格子砖温差平均值：
1#热风炉（无覆层）： 137.08℃ 2#热风炉（有覆层）： 223.75℃
提高86.67℃
曹妃甸预热炉格子砖应用两年后效果对比
预热炉上部 25 层 格 子 砖 涂覆涂料后 使用2年的砖 样
涂覆上部
未涂覆涂料格 子砖使用2年的 砖样
涂覆下部
高辐射覆层技术在鞍钢新5号高炉热风炉的应用
热风炉外形尺寸
A（新5号）蓄热室 B（对比）蓄热室
形状 圆柱 圆柱
直径/m 10.39 10.39
高度/m 24.48 23.88
q 辐 =1A气C10固1A气 气1T气 0401T固 040
q辐
t1
炭化室内
气 固 ：气体、固体壁面的黑度
T气 T固 ：气体、固体壁面的温度 A 气 ：气体在壁面温度的吸收率
炉墙对煤料传导传热
t 1 ：立火道侧墙面平均温度
t t Q l
2.14
24.7
6.39
-1.880
2.24
20.3
7.35
-1.246
+4.67 -17.8% +15%
-33.7%
荷重软化温度 （℃）
1550 1650 + 9.67% 1540 1557 +1.1% 1409 1462 +3.76%
公司自主知识产权
高辐射覆层技术已在涂料的制备方法、 施工工艺、覆层蓄热体结构和应用等方面获 得国家发明专利4项、实用新型专利1项，并 已申报美、日、德、俄、韩、印等6个国家 的专利，俄罗斯专利已授权，其它国家专利 进入审查阶段。