H·R·C红外辐射涂料在武钢热轧厂的应用

’ 国内外高辐射涂料的性能对比检测
据介绍， 日本日上公司的辐射涂料 0 ・ ・! 性 " 能比较好。0 ・" ・! 涂料日本辐射材料研究所的 检验报告， 虽然罗列的项目比较多， 但我们认为与 我们的要求不完全一致， 需要重新检测。下面是 ・" ・!ຫໍສະໝຸດ Baidu和我们研制的辐射涂料 ?@!—# 在同等 0 条件下检测结果， 见表 *。
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表% ・ ・ " # $ 辐射涂料与 &’$—! 辐射 涂料性能检测 检验结果 项 目 ・ ・ 0 " ! !2* 3’ 67*$’ 化学 成分 （ ! 1） "# :;3* 893 453 8A3* !B3 !C* 3’ （ 89， （ !2， 4） 67* ）可 能 3( 还存在的物 相（ 少 量 ） ： 45’ 3( ， ! E 45* :;3( (* #( #* = *# *$ -$ #$ #$ （F E 8AF* 3( 物 !B， !C） 45， 相： 458* 3（ ( 8 E 8A， !B， !C） ?@!—#
Q、 辐射涂料目前研制与应用状况
随着红外技术的发展， 红外 P& 世纪 R& 年代， 辐射涂料逐步被应用到炉窑， 到 P& 世纪 ’& 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应用
［Q， P］ 的研究 。在相当长的一段时间里， 研究者把
例如， 碳化硅基的辐射涂料， 由于高温下易氧化， 在氧化气氛中的实际使用寿命较短， 使其推广应 用受到限制。随着材料研究水平的提高， 辐射涂 料的主要成分逐步向复合材料方向发展， 如英国 #"# 公司的 D7 H $ 型红外辐射涂料的辐射粉料 ［%］ ； 日 部分主要由锆英砂、 二氧化硅、 氧化铝组成 本 #"# 公司 推 出 的 红 外 辐 射 涂 料 产 品， 主要由
・ ・ 0 " ! 红外辐射涂料在武钢热轧厂的应用 分子结构为铬、 铁、 铝的尖晶石矿相组成。主
要物理性质为， 荷重软化点 # ’$$ & # ()$ . ， 热膨胀 （# $$$ . ） ， 辐射率 =) % （/$$ . ） 。 率 $</ % & $<= % 其应用的优点： （#） 高辐射率。结构稳定， 辐射率 -$$ & # ’$$ . 范围内大于 /) % 。 使用寿命较长。在炉衬无破损的情况下， （*） 使用寿命可长达 ) >。 （’） 保护炉衬。0 ・" ・! 辐射涂料在 ($$ & -$$ 可烧结成金属型瓷釉层， 不易与基材剥离， . 时， 成为炉衬保护层。可延长炉衬寿命。 安全。0 ・" ・! 属中性材料， 无酸碱性腐 （(） 蚀作用， 也不会产生有毒害的气体。 （)） 施工简单。喷涂作业， 施工便捷。干燥和 烘炉的要求也容易满足。
［$］ ， 目前国外 #40、 #;P 0% 、 S3P 0% 、 54P 0% 、 ?.0P 等组成 性能较好的红外辐射涂料其辐射粉料部分， 多采
耐火性能优良的碳化硅和二氧化锆作为高温辐射 涂料的主要成分。这种涂料， 在高温工业炉的生
联系人： 张光奇， 男， 高级工程师 收稿日期： P&&% H &P H Q&
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武钢技术
!""# 年第 $% 卷第 $ 期
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科研与生产
・" ・# 辐射涂料样品外观为深褐色液态混 ! 合物。静置后液、 固相分离较快， $ % & ’ 后上层明 显出现一层透明液体。一星期后， 表面液体体积 透明液体 占 &( ) % *( ) 。沉淀物为深褐色粉末， 呈微酸性， 较易干燥。 从分析结果来看， 其化学成分与日本辐射研 究所分析结果比较接近， 是以 #+$ ,& 为主的铬系 辐射材料。 经 - 衍 射 仪 测 定， 其分子结构以面心结构 （./， （ #+， 类似 03& ,* 的结构， 0） 12） $ ,* 排列为主， 是尖晶石矿相组成。 表 4 可看出， ・ ・ ! " # 辐射涂料的 5(( 6 全辐射 测试结果为 (78(， 国内目前辐射涂料全辐射率较高 的为 (758 % (784， 我们研制的 9:#—4 辐射涂料测 试结果为 (758。说明 ! ・ ・ " # 的全辐射率较高。 抗急冷急热性是采用 4 4(( 6 高温 ! 水冷试 验。! ・ ・ 仅有少量 " # 辐射涂料经 $; 次急冷急热， 剥落， 说明其粘结力较强。 将! ・ ・ 与炉子同 " # 涂料的试样放入高温炉， 步升温到 4 &;( 6 保温 <( =>?， 取出观察， 无熔化， 无软化现象， 证明其高温性能较好。 万方数据 6 4 C； 4(( % 4;( 6 & C； 4;( % $(( 6 4 C； $(( % *(( 6 $ C； *(( % <(( 6 $ C。 ! 7 # 辐射涂料热工参数测试及结果 为了监测 ! ・" ・# 高辐射率涂料使用前后加 热炉的热工状况， 试验小组在辐射涂料使用前后 对热轧 $ 号加热炉进行过 $ 次热工参数测试 （测 试数据从略） 。 测试对比结果如下： （4） 据现场工作人员反映， ・" ・# 辐射涂料 ! 施工完成后， 粘结良好。生产中未发现脱落。炉 衬表面有一层耐高温的涂层对保护炉衬， 延长炉 子寿命是有效果的。 （$） 从测试报告中炉膛温度记录显示， 炉温除 均热段少数测点外， 多数测点在喷涂辐射涂料后 温度均有上升。这对加热钢坯是有利的， 强化了 传热。 （&） 热工测试报告中测试了大量炉体表面温 度。从各部位的数据对比情况看， 喷涂辐射涂料 后， 温度稍有提高。 （*） 依据测试数据计算得出的炉子燃料利用 率数值比较接近。喷涂后略有提高。
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・" ・# 的应用情况 * 高辐射率 !
用氧、 氮、 碳、 及硼的化合物， 由于氧的化合物价格 较低， 在氧化性气氛中稳定性好而倍受青睐。 在国外， 红外辐射涂料在工业炉已得到了广
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张奇光等 泛的应用， 效果也是很明显的。据报道， 美国 !"! 公司生产的红外辐射涂料在工业炉上使用， 可节 同时涂料对炉衬基体还有保护作 能 #$ % & ’$ % ， 用， 可延长耐火材料使用寿命 # & ( 倍。目前， 粘 结剂经技术改进， 最长的可使涂料使用寿命达到 甚至 #) 年。有的涂料使用后 * & ’ 个月即 #$ 年， 可回收成本。日本在石化行业的加热炉上用得较 多， 一般可提高热效率 * % & ( % 。 红外辐射涂料在工业炉上的应用技术 *$ 世 纪 +$ 年代末传入我国， 开始的应用仅限于 , -$$ 到 /$ 年代中期， 已用于 /$$ & #$$$ . . 的电阻炉， 的电阻炉。在这方面工作做得较多的是江苏、 上 海、 湖南、 北京的一些科研单位。到 /$ 年代末我 国从南到北， 许多石化行业和钢铁行业的加热炉 应用了红外辐射涂料。研究和生产红外辐射涂料 的单位也发展到几十家。但部分厂家的产品高温 粘结强度差， 易脱落， 全波段辐射性能较差。近些 年， 有些研究单位对过渡金属氧化物基的粉料进 一步研究试验， 加上对高温粘结剂研究的进展， 使 红外辐射涂料的研究水平得到了提高。目前研究 的方向是辐射涂料节能机理、 高温高水平辐射率 万方数据 ［)］ 涂料和抗老化、 抗辐射衰减涂料 。 红外辐射涂料作为工业炉上的一种节能新材 料， 不仅获得节能降低成本的效果， 而且对炉衬基 体起到良好的保护作用， 延长工业炉使用寿命， 减 轻炉窑维护的工作量。此外， 强化炉内辐射传热， 改善加热均匀性， 提高炉子热效率及产品加热质 量， 因此， 受到人们欢迎。与其它节能技术相比， 还具有投资少， 见效快， 施工方便、 快捷， 不影响生 产等优点。在武钢也有推广的前景。
科研与生产 ・ ・ ! " # 红外辐射涂料在武钢热轧厂的应用
张奇光 欧阳德刚 周明石 韩 仁
（武钢技术中心 湖北 武汉 $%&&’&）
张茂杰
（武钢热轧厂 湖北 武汉 $%&&’%）
周章华
（武钢能源处 湖北 武汉 $%&&’%）
摘 要 红外辐射涂料在国内外工业炉上已得到越来越多的推广应用。武钢也用了不少。近几年 国内石化、 钢铁行业的加热炉上也在应用日本 ! ・" ・# 辐射涂料， 为了对这种较高水平辐射涂料的使用 效果有所了解， 我们对其理化指标进行了检测， 并在武钢热轧厂加热炉应用中， 进行了测试和考核。可 看出， ・ ・ 高低温粘结强度高， 理化性能较稳定， 有明显的节能效果。 ! " # 辐射料全辐射率较高， 关键词 辐射涂料 检验 测试 节能
・" ・! 辐射涂料 * 日本日上公司 0
据日本日上公司介绍， ・" ・! 辐射涂料是在 0 日本生产并已获日本专利的节能型高辐射率涂 料。据日本辐射材料研究所检验， 其化学分析结 果如表 #。
表! ・ ・ " # $ 辐射涂料日本化学 分析结果
D 光衍射
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法向全辐射 抗急冷急热性 高温性能