專利名稱：節(jié)能錐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種加熱爐窯內(nèi)的節(jié)能裝置，特別是涉及一種能夠提高加熱爐窯爐膛內(nèi)輻射率的裝置。
背景技術(shù)：
為了提高工業(yè)加熱爐窯的熱效率，各國科技工作者進行了卓有成效的探索，據(jù)英國《玻璃》NO. 10. 1992報道，Didier Fomital蜂窩狀耐火磚在玻璃池窯頂使用，通過增大爐膛面積來強化傳熱，理論上可實現(xiàn)節(jié)能5 8%。但此磚不能調(diào)控?zé)嵘渚€，熱射線不能直接射向被加熱工件，節(jié)能率也不高；《實用節(jié)能技術(shù)》一書(上?？茖W(xué)技術(shù)出版社1993年4月) 所述，日本川崎鋼鐵公司水島廠在軋鋼加熱爐上“改變傳熱方式的裝置”，將部分對流傳熱轉(zhuǎn)換為輻射傳熱，以提高傳熱效率，使加熱爐節(jié)能5%左右，但這種辦法達到傳熱面積增加不大，不能調(diào)控?zé)嵘渚€，也未能提高發(fā)射率；《紅外與毫米學(xué)報》1993. 12刊登“高發(fā)射率節(jié)能涂料及其應(yīng)用”一文，采取通過紅外噴涂爐膛來節(jié)能，因這種辦法無法調(diào)控?zé)嵘渚€，也沒有增加傳熱面積，節(jié)能效果5 10%左右，使用壽命在5 12月之間。專利號ZL94236755. 3 的“強輻射傳熱節(jié)能工業(yè)爐”，雖然解決了增大傳熱面積、提高發(fā)射率、可以調(diào)控?zé)嵘渚€，節(jié)能率達到15 20%，但其實施方式復(fù)雜，施工難度大，施工時間過長，遇到較硬的耐火材料因無法打孔而無法施工等，應(yīng)用受到很大限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、輻射率高、節(jié)能效果好、使用壽命長的節(jié)能錐。本發(fā)明節(jié)能錐，包括基體，所述基體具有平行的上表面與下表面，以及上表面與下表面之間的側(cè)表面，所述上表面上向下開設(shè)有輻射腔，所述側(cè)表面的橫截面為圓形或橢圓形，所述上表面、側(cè)表面和輻射腔的內(nèi)壁上涂覆有高溫高輻射率涂料。本發(fā)明節(jié)能錐，其中所述輻射腔腔體的橫截面為圓形、橢圓形、矩形、菱形或多邊形。本發(fā)明節(jié)能錐，其中所述輻射腔腔體的橫截面的面積由上之下逐漸增大或減小。本發(fā)明節(jié)能錐，其中所述側(cè)表面上均勻設(shè)置有若干連接上表面和下表面的凸起， 所述凸起的橫截面為扇形，所述凸起的外表面上涂覆有高溫高輻射率涂料。本發(fā)明節(jié)能錐，其中所述基體的材料為耐火材料、陶瓷材料、陶瓷纖維或不銹鋼材料。本發(fā)明節(jié)能錐，其中所述高溫高輻射率涂料由以下方法制成A、按各組分的重量配比稱重備料，碳化硅50 500份氧化鋁100 500份氧化鐵10 150份
氧化鋯1 50份氧化錳0 50份氧化鑭0 15份氧化鈰0 50份膨潤土 0 90份耐火粘土 0 200份鈦白粉0 200份硅溶膠120 500份水玻璃0 50份羧甲基纖維素0 50份其中硅溶膠、水玻璃和羧甲基纖維素作為溶劑備用；B、將其他原料混合后在1200 1400°C高溫?zé)Y(jié)2 4小時，將燒結(jié)所得物進行納米級超細化磨，將材料的粒徑處理成2 IOOnm ；C、將細化處理好的材料按比例與溶劑混合，用三輥機充分分散均勻，制成粘稠狀懸浮液體，得到高溫高輻射率涂料。本發(fā)明節(jié)能錐，其中所述高溫高輻射率涂料的厚度為0. 02 2mm。本發(fā)明節(jié)能錐具有特有的幾何形狀，能夠提高爐膛內(nèi)部伸展度，增大傳熱面積一倍以上；同時節(jié)能錐以其表面上涂覆的高溫高輻射率涂料吸收漫射和散射熱射線，發(fā)射率在0. 93 0. 96之間，使之從無序到有序，形成的熱射線束有效地、集中地直接射向被加熱工件，提高了熱效率10 20 %，提高生產(chǎn)效率15 25 %，同時還可節(jié)約能源20 35 %，使用壽命達到5年。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的節(jié)能錐作進一步說明。


圖Ia為本發(fā)明節(jié)能錐第--種實施方式的主視剖視圖
圖Ib為本發(fā)明節(jié)能錐第--種實施方式的俯視圖2a為本發(fā)明節(jié)能錐第二二種實施方式的主視剖視圖
圖2b為本發(fā)明節(jié)能錐第二二種實施方式的俯視圖3a為本發(fā)明節(jié)能錐第三三種實施方式的主視剖視圖
圖3b為本發(fā)明節(jié)能錐第三三種實施方式的俯視圖4a為本發(fā)明節(jié)能錐第四種實施方式的主視剖視圖
圖4b為本發(fā)明節(jié)能錐第四種實施方式的俯視圖5a為本發(fā)明節(jié)能錐第五種實施方式的主視剖視圖
圖5b為本發(fā)明節(jié)能錐第五種實施方式的俯視圖。
具體實施例方式
如圖Ia和圖Ib所示，本發(fā)明節(jié)能錐的第一種實施方式包括大體呈圓臺形的基體 1，基體1具有平行的上表面2與下表面，以及上表面2與下表面之間的側(cè)表面3，上表面2 上向下開設(shè)有輻射腔4，輻射腔4為上大下小圓臺形，上表面2、側(cè)表面3和輻射腔4的內(nèi)壁上涂覆有高溫高輻射率涂料。如圖加和圖2b所示，本發(fā)明節(jié)能錐的第二種實施方式中的基體1也為圓臺形，輻射腔4為上小下大的圓臺形。如圖3a和圖北所示，本發(fā)明節(jié)能錐的第三種實施方式中的基體1也為圓臺形，輻射腔4為圓柱形。如圖如和圖4b所示，本發(fā)明節(jié)能錐的第四種實施方式中的基體1為橢圓柱形，輻射腔4也為橢圓柱形。如圖fe和圖恥所示，本發(fā)明節(jié)能錐的第五種實施方式中的基體1為圓柱形，輻射腔4也為圓柱形。側(cè)表面3上均勻設(shè)置有若干連接上表面2和下表面的凸起5，凸起5的橫截面為扇形，凸起5與基體1 一體加工成型，凸起5的外表面上涂覆有高溫高輻射率涂料。上述幾種實施方式中的基體材料為耐火材料、陶瓷材料、陶瓷纖維或不銹鋼材料， 根據(jù)所應(yīng)用加熱爐窯的溫度來選擇不同的材料。上述實施方式中高溫高輻射率涂料可以采用以下幾種方式獲得。第一種制備方法A、按各組分的重量配比稱重備料，碳化硅300份棕剛玉(Al2O3)200 份氧化鐵110份氧化鋯10份氧化鈰50份膨潤土 90份耐火粘土 120份硅溶膠200份羧甲基纖維素10份其中硅溶膠和羧甲基纖維素作為溶劑備用；B、將其他原料混合后在1200°C高溫?zé)Y(jié)4小時，將燒結(jié)所得物進行納米級超細化磨，將材料的粒徑處理成2 IOOnm ；C、將細化處理好的材料按比例與溶劑混合，用三輥機充分分散均勻，制成粘稠狀懸浮液體，得到微納米超細粉高溫高輻射率涂料。第二種制備方法A、按各組分的重量配比稱重備料，
碳化硅200份棕剛玉(Al2O3)500 份氧化鐵100份氧化鋯20份氧化錳50份氧化鑭15份耐火粘土 200份鈦白粉200份
硅溶膠450份羧甲基纖維素50份其中硅溶膠和羧甲基纖維素作為溶劑備用；B、將其他原料混合后在1400°C高溫?zé)Y(jié)2小時，將燒結(jié)所得物進行納米級超細化磨，將材料的粒徑處理成2 IOOnm ；C、將細化處理好的材料按比例與溶劑混合，用三輥機充分分散均勻，制成粘稠狀懸浮液體，得到微納米超細粉高溫高輻射率涂料。第三種制備方法A、按各組分的重量配比稱重備料，碳化硅160份棕剛玉(Al2O3)100 份氧化鐵100份氧化鋯50份氧化鈰40份膨潤土 10份鈦白粉20份硅溶膠120份水玻璃50份其中硅溶膠和水玻璃作為溶劑備用；B、將其他原料混合后在1300°C高溫?zé)Y(jié)2小時，將燒結(jié)所得物進行納米級超細化磨，將材料的粒徑處理成2 IOOnm ；C、將細化處理好的材料按比例與溶劑混合，用三輥機充分分散均勻，制成粘稠狀懸浮液體，得到微納米超細粉高溫高輻射率涂料。一般而言，當爐體溫度在900°C以上時，熱量傳遞以輻射為主，熱輻射是對流的15 倍，占90%以上。高溫輻射能量大多數(shù)集中在1 5μπι波段，比如1000°C和1300°C時，分別有76%和85%的輻射能量集中在這一波段內(nèi)，而一般的耐火材料在這一波段的發(fā)射率很低(0. 2 0. 6)高發(fā)射率涂料在1 15 μ m波譜范圍都具有很高的發(fā)射率(0. 9以上)。常溫下耐火材料的發(fā)射率隨著爐溫的升高會大幅度下降，而高發(fā)射率涂料能一直保持較高的發(fā)射率0.9以上。眾所周知，材料的吸收率與發(fā)射率相等，當節(jié)能錐的發(fā)射率提高后，它的吸收熱量的能力也相應(yīng)提高。加熱爐爐膛材料的發(fā)射率一般為0. 6 0. 8，高溫下只有0. 4 0. 5，輻射傳熱效果較差，大量的熱量來不及被工件吸收隨煙氣帶走。高溫高輻射率涂料層可使節(jié)能錐及爐膛高溫時的發(fā)射率由0. 4 0. 5提高到0. 9以上。燃料爐內(nèi)，高溫爐氣與爐墻輻射換熱熱流量的計算式如下
權(quán)利要求
1.一種節(jié)能錐，其特征在于包括基體(1)，所述基體(1)具有平行的上表面( 與下表面，以及上表面O)與下表面之間的側(cè)表面(3)，所述上表面( 上向下開設(shè)有輻射腔 G)，所述側(cè)表面(3)的橫截面為圓形或橢圓形，所述上表面O)、側(cè)表面C3)和輻射腔(4) 的內(nèi)壁上涂覆有高溫高輻射率涂料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能錐，其特征在于所述輻射腔(4)腔體的橫截面為圓形、 橢圓形、矩形、菱形或多邊形。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的節(jié)能錐，其特征在于所述輻射腔(4)腔體的橫截面的面積由上之下逐漸增大或減小。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的節(jié)能錐，其特征在于所述側(cè)表面C3)上均勻設(shè)置有若干連接上表面( 和下表面的凸起(5)，所述凸起(5)的橫截面為扇形，所述凸起(5)的外表面上涂覆有高溫高輻射率涂料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能錐，其特征在于所述基體(1)的材料為耐火材料、陶瓷材料、陶瓷纖維或不銹鋼材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5所述的節(jié)能錐，其特征在于所述高溫高輻射率涂料由以下方法制成A、按各組分的重量配比稱重備料， 碳化硅50 500份氧化鋁100 500份氧化鐵10 150份氧化鋯1 50份氧化錳0 50份氧化鑭0 15份氧化鈰0 50份膨潤土 0 90份耐火粘土 0 200份鈦白粉0 200份硅溶膠120 500份水玻璃0 50份羧甲基纖維素0 50份其中硅溶膠、水玻璃和羧甲基纖維素作為溶劑備用；B、將其他原料混合后在1200 1400°C高溫?zé)Y(jié)2 4小時，將燒結(jié)所得物進行納米級超細化磨，將材料的粒徑處理成2 IOOnm ；C、將細化處理好的材料按比例與溶劑混合，用三輥機充分分散均勻，制成粘稠狀懸浮液體，得到高溫高輻射率涂料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的節(jié)能錐，其特征在于所述高溫高輻射率涂料的厚度為 0. 02 2mm。
全文摘要
本發(fā)明節(jié)能錐涉及一種能夠提高加熱爐窯爐膛內(nèi)輻射率的裝置。其目的是為了提供一種結(jié)構(gòu)簡單、輻射率高、節(jié)能效果好、使用壽命長的節(jié)能錐。本發(fā)明節(jié)能錐，包括基體，所述基體具有平行的上表面與下表面，以及上表面與下表面之間的側(cè)表面，所述上表面上向下開設(shè)有輻射腔，所述側(cè)表面的橫截面為圓形或橢圓形，所述上表面、側(cè)表面和輻射腔的內(nèi)壁上涂覆有高溫高輻射率涂料。
文檔編號F27D1/00GK102230737SQ20111017458
公開日2011年11月2日 申請日期2011年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月24日
發(fā)明者張海鑫, 金娟 申請人:北京中太投資管理有限公司, 張海鑫