高輻射覆層技術通過在蓄熱體表面涂覆一層高發射率材料提高蓄熱體的輻射傳熱速度和蓄熱能力。該技術已應用于314 座高爐熱風爐和焦爐，在高爐熱風爐上應用達到了節能7%（或提高熱風溫度10℃以上，或延遲送風時間10%）；在焦爐應用達到了節能5%。本文主要結合實驗室試驗研究和日鋼應用實例，研究覆層對耐火材料物理力學性能和使用壽命的影響。
高輻射覆層技術是將高輻射率材料涂覆于高爐熱風爐和焦爐的蓄熱體表面，提高高溫傳熱材料表面的輻射率，強化高溫環境下固體表面與非透明介質（氣體）間的輻射傳熱量和速度，提高傳熱效率和傳熱質量，提高傳熱溫差，降低外排煙氣的溫度，減少能量損失。在高爐熱風爐上應用達到了節能7%（或提高熱風溫度10℃以上，或延遲送風時間10%）；在焦爐應用達到了節能5%。目前，該技術已在國內外50 余家鋼鐵企業314 座高爐熱風爐和焦爐上應用，共實現節焦94.9 萬噸（折合標準煤93.8 萬噸），節約資金29.7 億元，減少CO2排放227.8 萬噸。該覆層材料還可改善耐火材料的物理性能，提高耐火材料的使用壽命。
覆層對耐火材料物理性能的影響
耐材基體表面涂覆覆層后，致密的覆層以及納微米級的覆層材料對氣孔的充填，可改善耐材的力學性能，增強耐材熱震穩定性，隔絕有害物對耐材基體的侵蝕，防止格子磚渣化，提高格子磚的使用壽命。
噴涂的方法共有四步，吹風清灰、噴前處理、侵占涂料、晾干或烘爐時燒結固化。表層結構致密，使煙氣不容易侵入到格子磚內部從而防止了渣化。
耐材基體涂覆高效蓄熱體覆層材料后的組織致密度、均勻度遠遠大于未涂覆的耐材基體。高效蓄熱體覆層材料涂覆后的耐材基體組織結構致密均勻、顯氣孔率低，致密的膜層可以保護耐材基體免于受到煙氣的侵蝕，有效阻止了侵蝕物的滲透作用，起到了有效防止耐材渣化的作用，有利于提高耐材基體的抗化學侵蝕性。
我們對不同用戶采用的不同生產廠家的耐火材料進行了269 組實驗，取得了1179 個數據。
實驗方法是：從同一塊耐火磚取相同兩組（塊）試樣，一組（塊）涂覆覆層，另一組（塊）不涂，在相同的條件下，分別測試不同試樣的體積密度、顯氣孔率、抗折強度、耐壓強度、熱震穩定性，高溫蠕變性等性能。
結果顯示：涂覆覆層的試樣在體積密度、氣孔率、抗折強度、耐壓強度、高溫蠕變與荷重軟化溫度等物理性能均明顯優于未涂覆的試樣。
覆層材料的超細納米化可使其滲透到耐材基體中，填充開口氣孔，從而使耐材的氣孔率降低、體積密度增大，有助于提高耐火材料的耐壓強度和抗折強度。氣孔率的降低，提高了耐材在抵抗高溫荷重下變形的能力，使格子磚的高溫蠕變性能得到了極大的提高。這些物理性能的提高對延長耐材使用壽命是非常有利的。致密的膜層可以降低有害氣體對基體的侵蝕，改善耐材的使用壽命。
工業應用實例
日照鋼鐵控股集團有限公司一煉鐵廠5#550m2高爐，2010 年5 月1#熱風爐、2#熱風爐相繼換球，2#熱風爐應用了高輻射覆層技術，1#熱風爐未采用該技術。經熱診斷2#熱風爐與1#熱風爐相比節約煤氣6.91%。2012 年12 月，5#高爐的1#、2#熱風爐已經運行兩年半的時間，因高爐擴容而換球。慧敏科技與日鋼技術人員共同對1#、2#熱風爐高溫區使用了兩年半的60mm 蓄熱球分別進行取樣，并對試樣進行了外觀形貌的分析和物理性能的實驗分析。
1.外觀分析
日照鋼鐵公司5#高爐1#、2#熱風爐中使用了兩年半的蓄熱球，其中2#熱風爐使用了高輻射覆層技術。蓄熱球表面涂覆了覆層的蓄熱球依然致密，表面平整，變形較小且粘連較少；未涂覆的蓄熱球明顯疏松、密度下降，表面粗糙、斑駁，裂痕、變形明顯，球與球粘連較多。由此說明，蓄熱球雖然經過兩年半的使用，覆層沒有脫落，對耐材的保護作用依然存在；耐材的表面致密的覆層能夠有效的防止煙氣中的有害物質對蓄熱球的侵蝕，防止耐火材料的渣化。
2.耐壓強度測試
在取回的大批用后的試樣）中隨機抽取了5 組（每組涂覆與未涂的試樣各一個），在濟南大學材料科學與工程學院實驗室按照GB/T7314-2005 對其耐壓強度進行測試。
實驗結果顯示：涂覆了覆層的蓄熱球最大耐壓強度平均值比未涂覆的蓄熱球高37.59%。這說明覆層材料可持續改善蓄熱球的物理力學性能，對延長其使用壽命具有至關重要的作用。
3.蓄熱量測試
從1#、2#熱風爐所取蓄熱球樣品中，隨機抽取12個表面無裂紋的蓄熱球，按照山東省地方標準DB37/T 2029-2011 所規定方法測試其蓄熱量。實驗條件：測試溫度1200℃，加熱時間3min。
實驗結果顯示：單位質量蓄熱球的蓄熱量進行比較，有覆層的蓄熱量比無覆層的蓄熱量平均高出6.25%。說明覆層能夠長效服役，可長期起到提高蓄熱球蓄熱能力的作用。蓄熱球的蓄熱能力提高以后，可持續改善熱風爐的整體蓄熱能力和傳熱效率，有利于長期保持熱風爐提供穩定的高風溫。
高輻射覆層技術在節能減排方面的優異性能以及對耐材物理性能和使用壽命的顯著提升，得到了日鋼公司的充分肯定。截止2012 年10 月，日照鋼鐵控股集團有限公司已在52 座高爐熱風爐應用了高輻射覆層技術，僅此一項每年可為其帶來7600 余萬元的可觀經濟效益。
涂覆覆層后有助于改善耐火材料的致密度、強度、熱震穩定性和高溫蠕變性等，因為微納米級的覆層材料可充填耐材氣孔、提高材料致密度，進而改善材料的力學性能，降低有害物質對耐材基體的侵蝕，減緩格子磚渣化，提高耐材的使用壽命。高輻射覆層在實際應用多年后，覆層與耐火材料結合仍很牢固，有覆層的蓄熱球耐壓強度比無涂覆的蓄熱球高37.59%，蓄熱量比未涂覆的蓄熱球高6.25%；且可防止蓄熱球渣化，有利于提高蓄熱球使用壽命。
高輻射覆層技術的節能減排效果以及對耐材的保護長期持久有效；在鋼鐵行業處于微利甚至虧損的時期，高輻射覆層技術作為延長耐火材料使用壽命、降低成本的關鍵技術，應引起鋼鐵企業更多的關注，并得到大力的推廣與應用。
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