一种节能型工业炉窑的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种节能型工业炉窑，包括炉基体，所述炉基体采用耐热纤维、耐火砖或微纳米材料；所述炉基体的外壁涂覆有组合式保温涂层，炉基体的内壁涂覆有红外辐射节能涂层；所述组合式保温涂层包含由内向外依次排列涂覆的内保温涂层、中保温涂层与外保温涂层；本发明应用强化辐射传热结合热力学保温隔热的节能新技术，即耐高温红外节能涂层的红外高辐射技术、组合式保温涂层的高效绝热技术的结合应用，可有效提热利用效率，具有节能效果好、使用时间长、延长炉体使用寿命等特点，同时产生环保效应。
【专利说明】
一种节能型工业炉窑
技术领域
[0001]本发明涉及一种节能型工业炉窑。
【背景技术】
[0002]工业炉窑是众多耗能设备中的高耗能设备，其耗能量约占到企业耗能量的10%?70%，有的甚至更多。以电子工业炉窑为例，其耗能量约占到电子行业耗能量的30%;陶瓷、玻璃生产企业的炉窑耗能量，约占到企业耗能量的50%，有的甚至更高。
[0003]由于受产品生产工艺、生产组织、炉窑构造、炉窑基体材料等因素影响，工业炉窑的热利用效率相对较低。如平板玻璃炉窑热效率在36%左右，隧道窑的热效率也仅在25%?30%，窑车的热损失占到30%，窑体散热在8%?10%。因此，如何提升工业炉窑的节能潜力是长久的重要课题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种节能型工业炉窑，该炉窑的炉基体能够降低由炉内向炉外热传导损失的热量，并且能够提高热利用效率。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种节能型工业炉窑，包括炉基体，炉基体采用耐热纤维、耐火砖或微纳米材料;所述炉基体的外壁涂覆有组合式保温涂层，炉基体的内壁涂覆有红外辐射节能涂层;所述组合式保温涂层包含由内向外依次排列涂覆的内保温涂层、中保温涂层与外保温涂层；
内保温涂层按质量百分含量计，包括以下成份:10?38%粉煤灰漂珠、7?24%氧化锆气凝胶、11?23%高岭土、5?13%膨润土、3?12%海泡石纤维、9?20%错溶胶、0.5?2%分散剂、0.2?2%成膜助剂、0.5?1%润湿剂、0.2?1%增稠剂、0.5?1%消泡剂;8?15%去离子水；
中保温涂层按质量百分含量计，包括以下成份:11?32%空心陶瓷微珠、8?23%氧化铝气凝胶、9?21%云母粉、6?14%膨润土、4?14%陶瓷纤维、8?18%铝溶胶、0.5?2%分散剂、0.2?2%成膜助剂、0.5?1.5%润湿剂、0.1?2%增稠剂、0.5?1.5%消泡剂;7?15%去离子水；外保温涂层按质量百分含量计，包括以下成份:8?35%空心玻璃微珠、3?18%氧化硅气凝胶、6?20%滑石粉、0.5?8%膨润土、3?10%石英纤维、4?16%娃溶胶、5?9%磷酸二氢铝、3?6%水玻璃、0.5?3%分散剂、0.1?2%成膜助剂、0.5?2%润湿剂、0.1?3%增稠剂、0.1?3%消泡剂和5?12%去离子水；
所述红外辐射节能涂层按质量百分含量计，包括以下成份:3?8% Al掺杂SiC与C掺杂S12的复合料、2?6%硼化硅、2?5%硼化钛、2?4%硼化锆、2?4%硼化镧、3?7%碳化硼、5?13%碳化硅、I?3%碳化钇、I?5% 二硅化钼、I?5% 二硅化钨、I?5% 二硼化锆、4?16%氧化硅、2?5%氧化铁、I?3%氧化铜、I?5%氧化锰、I?3%氧化铬、I?3%氧化钴、I?7%高岭土、2?8%硼玻璃粉、I?5%膨润土、4?18%娃溶胶、2?7%铝溶胶、I?5%磷酸二氢铝、I?2%分散剂、5?11%去离子水。
[0006]上述所有涂层材料按照各自比例混合均匀即制得。
[0007]所述内保温涂层能够耐温1700 C、中保温涂层能够耐温1100 C、外保温涂层能够耐温600°C，，实现不同层次、不同温度段的保温。
[0008]进一步的，所述红外福射节能涂层的厚度为0.1?3.6mm。
[0009]进一步的，所述组合式保温涂层的厚度为0.6?32mm，其中内保温涂层的厚度、中保温涂层与外保温涂层的厚度均为0.2?15_。
[0010]本发明的有益效果是，应用强化辐射传热结合热力学保温隔热的节能新技术，包括炉基体内壁用耐高温红外辐射涂层的红外高辐射技术，炉基体外壁用组合式保温涂层的高效绝热技术，涂层可长期附着在炉基体的内壁与外壁，具有节能、不脱落、不开裂、提高产品质量、环保等特点；炉基体外壁用组合式保温涂层，通过内、中、外不同层次、不同温度段的保温涂层，有效的将炉基体由炉内向炉外通过热传导损失的热量降到最低;炉基体内壁用微纳米结构的耐高温红外辐射涂层，在炉内壁形成致密的结构，并有效的渗透到炉基体材料中，在高温下具有红外高辐射率，可将由炉内辐射到炉内壁的辐射热量和炉外壁阻隔回来的热传导热量，有效的再辐射给炉内的产品;这样就大大提高了热利用效率。
【附图说明】
[0011]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明:
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的局部放大剖视图。
【具体实施方式】
[0012]实施例一
结合图1与图2所示，本发明提供一种节能型工业炉窑，包括炉基体2，炉基体2内部为炉膛I，炉基体2采用耐热纤维、耐火砖或微纳米材料;所述炉基体2的外壁涂覆有组合式保温涂层4，炉基体2的内壁涂覆有红外辐射节能涂层3;所述组合式保温涂层4包含由内向外依次排列涂覆的内保温涂层6、中保温涂层7与外保温涂层8;
内保温涂层6按质量百分含量计，包括以下成份:24%粉煤灰漂珠、15%氧化锆气凝胶、16%高岭土、9%膨润土、8%海泡石纤维、11%错溶胶、0.5%分散剂、0.5%成膜助剂、1%润湿剂、1%增稠剂、1%消泡剂和13%去离子水；
中保温涂层7按质量百分含量计，包括以下成份:13%空心陶瓷微珠、15%氧化铝气凝胶、21%云母粉、6%膨润土、9%陶瓷纤维、17%铝溶胶、1%分散剂、2%成膜助剂、I.5%润湿剂、1%增稠剂、0.5%消泡剂和13%去离子水；
外保温涂层8按质量百分含量计，包括以下成份:22%空心玻璃微珠、17%氧化硅气凝胶、13%滑石粉、3%膨润土、6%石英纤维、16%娃溶胶、8%磷酸二氢铝、5%水玻璃、1.5%分散剂、1%成膜助剂、0.5%润湿剂、1%增稠剂、1%消泡剂和5%去离子水；
红外辐射节能涂层3按质量百分含量计，包括以下成份:8% Al掺杂SiC与C掺杂S12的复合料、4%硼化硅、3%硼化钛、3%硼化锆、2%硼化镧、4%碳化硼、6%碳化硅、1%碳化钇、1% 二硅化钼、1% 二硅化钨、1% 二硼化锆、16%氧化硅、2%氧化铁、2%氧化铜、3%氧化锰、1%氧化铬、1%氧化钴、3%高岭土、5%硼玻璃粉、4%膨润土、15%硅溶胶、3%铝溶胶、2%磷酸二氢铝、2%分散剂和7%去离子水。红外辐射节能涂层3组成成份的平均粒径在0.5μπι以下。
[0013]上述所有涂层材料按照各自比例混合均匀即制得，制得后用刷子或机器喷涂于炉窑基体2的内外壁即可。
[0014]内保温涂层6的厚度为0.2mm、中保温涂层7的厚度为0.2_，外保温涂层8的厚度为0.2mm;红外福射节能涂层3的厚度为1_。
[0015]经试验，本实施例的炉内壁耐高温红外辐射涂层在1500°C工作温度时辐射率为0.95,炉外壁组合式保温涂层的热导率为0.032 ff/(m-K)0
[0016]实施例二
本实施例与实施例一的基本结构相同，区别在于:
内保温涂层6按质量百分含量计，包括以下成份:17%粉煤灰漂珠、19%氧化锆气凝胶、17%高岭土、5%膨润土、5%海泡石纤维、18%锆溶胶、0.5%分散剂、2%成膜助剂、0.5%润湿剂、0.5%增稠剂、0.5%消泡剂和15%去离子水；
中保温涂层7按质量百分含量计，包括以下成份:19%空心陶瓷微珠、16%氧化铝气凝胶、13%云母粉、10%膨润土、10%陶瓷纤维、16%铝溶胶、0.5%分散剂、1%成膜助剂、0.5%润湿剂、2%增稠剂、1%消泡剂和11%去离子水；
外保温涂层8按质量百分含量计，包括以下成份:17%空心玻璃微珠、16%氧化硅气凝胶、18%滑石粉、3.4%膨润土、9%石英纤维、8%硅溶胶、7%磷酸二氢铝、6%水玻璃、0.5%分散剂、0.1%成膜助剂、1%润湿剂、1.5%增稠剂、1.5%消泡剂和11%去离子水；
红外辐射节能涂层3按质量百分含量计，包括以下成份:5% Al掺杂SiC与C掺杂S12的复合料、5%硼化硅、2%硼化钛、2%硼化锆、2%硼化镧、5%碳化硼、7%碳化硅、3%碳化钇、5% 二硅化钼、5% 二硅化钨、3% 二硼化锆、10%氧化硅、5%氧化铁、2%氧化铜、3%氧化锰、1%氧化铬、1%氧化钴、2%高岭土、2%硼玻璃粉、1%膨润土、11%硅溶胶、3%铝溶胶、1%磷酸二氢铝、2%分散剂和11%去离子水。红外辐射节能涂层3组成成份的平均粒径在Ιμπι以下。
[0017]上述所有涂层材料按照各自比例混合均匀即制得，制得后用刷子或机器喷涂于炉窑基体2的内外壁即可。
[0018]内保温涂层6的厚度为15mm、中保温涂层7的厚度为2mm，外保温涂层8的厚度为15mm;红外福射节能涂层3的厚度为3.6mm。
[0019]经试验，本实施例的炉内壁耐高温红外辐射涂层在1700°C工作温度时辐射率为0.96,炉外壁组合式保温涂层的热导率为0.028 ff/(m-K)0
[0020]实施例三
本实施例与实施例一的基本结构相同，区别在于:
内保温涂层6按质量百分含量计，包括以下成份:10%粉煤灰漂珠、24%氧化锆气凝胶、23%高岭土、5%膨润土、6%海泡石纤维、20%锆溶胶、2%分散剂、0.2%成膜助剂、0.6%润湿剂、
0.2%增稠剂、1%消泡剂和8%去离子水；
中保温涂层7按质量百分含量计，包括以下成份:11%空心陶瓷微珠、14%氧化铝气凝胶、19%云母粉、10%膨润土、14%陶瓷纤维、18%招溶胶、2%分散剂、2%成膜助剂、1%润湿剂、0.5%增稠剂、1.5%消泡剂和7%去离子水；
外保温涂层8按质量百分含量计，包括以下成份:8%空心玻璃微珠、18%氧化硅气凝胶、20%滑石粉、8%膨润土、3%石英纤维、15%娃溶胶、9%磷酸二氢铝、3%水玻璃、1%分散剂、1%成膜助剂、0.5%润湿剂、3%增稠剂、2%消泡剂和8.5%去离子水； 红外辐射节能涂层3按质量百分含量计，包括以下成份:6% Al掺杂SiC与C掺杂S12的复合料、6%硼化硅、5%硼化钛、3%硼化锆、4%硼化镧、3%碳化硼、5%碳化硅、2%碳化钇、1% 二硅化钼、3% 二硅化钨、2% 二硼化锆、13%氧化硅、4%氧化铁、1%氧化铜、1%氧化锰、1%氧化铬、1%氧化钴、2%高岭土、4%硼玻璃粉、3%膨润土、18%硅溶胶、3%铝溶胶、3%磷酸二氢铝、1%分散剂和5%去离子水。红外辐射节能涂层3组成成份的平均粒径在0.5μπι以下。
[0021]上述所有涂层材料按照各自比例混合均匀即制得，制得后用刷子或机器喷涂于炉窑基体2的内外壁即可。
[0022]内保温涂层6的厚度为1mm、中保温涂层7的厚度为15mm，外保温涂层8的厚度为
0.3mm;红外福射节能涂层3的厚度为0.3_。
[0023]经试验，本实施例的炉内壁耐高温红外辐射涂层在1500°C工作温度时辐射率为
0.89,炉外壁组合式保温涂层的热导率为0.030 ff/(m-K)0
[0024]实施例四
本实施例与实施例一的基本结构相同，区别在于:
内保温涂层6按质量百分含量计，包括以下成份:38%粉煤灰漂珠、7%氧化锆气凝胶、12%高岭土、13%膨润土、3%海泡石纤维、9%错溶胶、2%分散剂、1%成膜助剂、1%润湿剂、1%增稠剂、1%消泡剂和12%去离子水；
中保温涂层7按质量百分含量计，包括以下成份:22%空心陶瓷微珠、8%氧化铝气凝胶、15%云母粉、14%膨润土、12%陶瓷纤维、8%铝溶胶、1%分散剂、0.2%成膜助剂、1.3%润湿剂、2%增稠剂、1.5%消泡剂和15%去离子水；
外保温涂层8按质量百分含量计，包括以下成份:30%空心玻璃微珠、3%氧化硅气凝胶、10%滑石粉、7%膨润土、8%石英纤维、14%硅溶胶、5%磷酸二氢铝、4%水玻璃、0.5%分散剂、
0.5%成膜助剂、2%润湿剂、1%增稠剂、3%消泡剂和12%去离子水；
红外辐射节能涂层3按质量百分含量计，包括以下成份:5% Al掺杂SiC与C掺杂S12的复合料、5%硼化硅、4%硼化钛、4%硼化锆、3%硼化镧、7%碳化硼、8%碳化硅、3%碳化钇、3% 二硅化钼、5% 二娃化妈、3% 二硼化错、11%氧化娃、3%氧化铁、2%氧化铜、5%氧化猛、2%氧化络、2%氧化钴、1%高岭土、2%硼玻璃粉、2%膨润土、4%娃溶胶、7%铝溶胶、1%磷酸二氢铝、1%分散剂和7%去离子水。红外辐射节能涂层3组成成份的平均粒径在0.5μπι以下。
[0025]上述所有涂层材料按照各自比例混合均匀即制得，制得后用刷子或机器喷涂于炉窑基体2的内外壁即可。
[0026]内保温涂层6的厚度为7.6mm、中保温涂层7的厚度为0.2_，外保温涂层8的厚度为
0.2mm;红外福射节能涂层3的厚度为1.8_。
[0027]经试验，本实施例的炉内壁耐高温红外辐射涂层在1700°C工作温度时辐射率为
0.94，炉外壁组合式保温涂层的热导率为0.031 ff/(m-K)0
[0028]实施例五
本实施例与实施例一的基本结构相同，区别在于:
内保温涂层6按质量百分含量计，包括以下成份:12%粉煤灰漂珠、23%氧化锆气凝胶、21%高岭土、6%膨润土、12%海泡石纤维、13%锆溶胶、0.5%分散剂、1%成膜助剂、0.5%润湿剂、1%增稠剂、1%消泡剂和9%去离子水；
中保温涂层7按质量百分含量计，包括以下成份:32%空心陶瓷微珠、9%氧化铝气凝胶、9%云母粉、13%膨润土、4%陶瓷纤维、13%招溶胶、1.9%分散剂、2%成膜助剂、1%润湿剂、0.1%增稠剂、1%消泡剂和14%去离子水；
外保温涂层8按质量百分含量计，包括以下成份:35%空心玻璃微珠、7%氧化硅气凝胶、6%滑石粉、4%膨润土、10%石英纤维、4%娃溶胶、9%磷酸二氢铝、5%水玻璃、3%分散剂、2%成膜助剂、2%润湿剂、2%增稠剂、1%消泡剂和10%去离子水；
红外辐射节能涂层3按质量百分含量计，包括以下成份:7% Al掺杂SiC与C掺杂S12的复合料、2%硼化硅、3%硼化钛、3%硼化锆、3%硼化镧、6%碳化硼、9%碳化硅、2%碳化钇、2% 二硅化钼、2% 二硅化钨、1% 二硼化锆、4%氧化硅、3%氧化铁、3%氧化铜、2%氧化锰、2%氧化铬、1%氧化钴、7%高岭土、8%硼玻璃粉、4%膨润土、13%硅溶胶、2%铝溶胶、2%磷酸二氢铝、1%分散剂和8%去离子水。红外辐射节能涂层3组成成份的平均粒径在0.3μπι以下。
[0029]上述所有涂层材料按照各自比例混合均匀即制得，制得后用刷子或机器喷涂于炉窑基体2的内外壁即可。
[0030]内保温涂层6的厚度为5.4mm、中保温涂层7的厚度为10mm，外保温涂层8的厚度为7.6mm;红外福射节能涂层3的厚度为0.1_。
[0031]经试验，本实施例的炉内壁耐高温红外辐射涂层在1600°C工作温度时辐射率为
0.86,炉外壁组合式保温涂层的热导率为0.029ff/(m-K)。
[0032]实施例六
本实施例与实施例一的基本结构相同，区别在于:
内保温涂层6按质量百分含量计，包括以下成份:27%粉煤灰漂珠、10%氧化锆气凝胶、11%高岭土、11%膨润土、7%海泡石纤维、15%错溶胶、1%分散剂、1%成膜助剂、1%润湿剂、1%增稠剂、1%消泡剂和14%去离子水；
中保温涂层7按质量百分含量计，包括以下成份:25%空心陶瓷微珠、23%氧化铝气凝胶、10%云母粉、8%膨润土、7%陶瓷纤维、15%招溶胶、1%分散剂、0.5%成膜助剂、0.5%润湿剂、0.5%增稠剂、0.5%消泡剂和9%去离子水；
外保温涂层8按质量百分含量计，包括以下成份:26%空心玻璃微珠、10%氧化硅气凝胶、17%滑石粉、0.5%膨润土、9%石英纤维、10%娃溶胶、9%磷酸二氢铝、6%水玻璃、3%分散剂、0.3%成膜助剂、1%润湿剂、0.1%增稠剂、0.1%消泡剂和7%去离子水；
红外辐射节能涂层3按质量百分含量计，包括以下成份:3% Al掺杂SiC与C掺杂S12的复合料、3%硼化硅、4%硼化钛、3%硼化锆、3%硼化镧、5%碳化硼、13%碳化硅、3%碳化钇、3% 二硅化钼、3% 二硅化钨、5% 二硼化锆、4%氧化硅、5%氧化铁、2%氧化铜、1%氧化锰、3%氧化铬、3%氧化钴、2%高岭土、2%硼玻璃粉、5%膨润土、9%娃溶胶、5%铝溶胶、5%磷酸二氢铝、1%分散剂和5%去离子水。红外辐射节能涂层3组成成份的平均粒径在0.2μπι以下。
[0033]上述所有涂层材料按照各自比例混合均匀即制得，制得后用刷子或机器喷涂于炉窑基体2的内外壁即可。
[0034]内保温涂层6的厚度为4.4mm、中保温涂层7的厚度为7.6_，外保温涂层8的厚度为8mm;红外福射节能涂层3的厚度为2.5_。
[0035]经试验，本实施例的炉内壁耐高温红外辐射涂层在1600°C工作温度时辐射率为
0.92,炉外壁组合式保温涂层的热导率为0.030ff/(m-K)。
[0036]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制;任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
【主权项】
1.一种节能型工业炉窑，包括炉基体，其特征在于，所述炉基体采用耐热纤维、耐火砖或微纳米材料;所述炉基体的外壁涂覆有组合式保温涂层，炉基体的内壁涂覆有红外辐射节能涂层;所述组合式保温涂层包含由内向外依次排列涂覆的内保温涂层、中保温涂层与外保温涂层； 内保温涂层按质量百分含量计，包括以下成份:10?38%粉煤灰漂珠、7?24%氧化锆气凝胶、11?23%高岭土、5?13%膨润土、3?12%海泡石纤维、9?20%错溶胶、0.5?2%分散剂、0.2?2%成膜助剂、0.5?1%润湿剂、0.2?1%增稠剂、0.5?1%消泡剂;8?15%去离子水； 中保温涂层按质量百分含量计，包括以下成份:11?32%空心陶瓷微珠、8?23%氧化铝气凝胶、9?21%云母粉、6?14%膨润土、4?14%陶瓷纤维、8?18%铝溶胶、0.5?2%分散剂、0.2?2%成膜助剂、0.5?1.5%润湿剂、0.1?2%增稠剂、0.5?1.5%消泡剂;7?15%去离子水；外保温涂层按质量百分含量计，包括以下成份:8?35%空心玻璃微珠、3?18%氧化硅气凝胶、6?20%滑石粉、0.5?8%膨润土、3?10%石英纤维、4?16%娃溶胶、5?9%磷酸二氢铝、3?6%水玻璃、0.5?3%分散剂、0.1?2%成膜助剂、0.5?2%润湿剂、0.1?3%增稠剂、0.1?3%消泡剂和5?12%去离子水； 所述红外辐射节能涂层按质量百分含量计，包括以下成份:3?8% Al掺杂SiC与C掺杂S12的复合料、2?6%硼化硅、2?5%硼化钛、2?4%硼化锆、2?4%硼化镧、3?7%碳化硼、5?13%碳化硅、I?3%碳化钇、I?5% 二硅化钼、I?5% 二硅化钨、I?5% 二硼化锆、4?16%氧化硅、2?5%氧化铁、I?3%氧化铜、I?5%氧化锰、I?3%氧化铬、I?3%氧化钴、I?7%高岭土、2?8%硼玻璃粉、I?5%膨润土、4?18%娃溶胶、2?7%铝溶胶、I?5%磷酸二氢铝、I?2%分散剂、5?11%去离子水； 上述所有涂层材料按照各自比例混合均匀即制得。2.根据权利要求1所述的一种节能型工业炉窑，其特征在于，所述红外辐射节能涂层的厚度为0.1?3.6mm。3.根据权利要求1或2所述的一种节能型工业炉窑，其特征在于，所述组合式保温涂层的厚度为0.6?32mm，其中内保温涂层的厚度、中保温涂层与外保温涂层的厚度均为0.2?15mm0
【文档编号】C09D7/12GK106065204SQ201610407355
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年6月12日 公开号201610407355.1, CN 106065204 A, CN 106065204A, CN 201610407355, CN-A-106065204, CN106065204 A, CN106065204A, CN201610407355, CN201610407355.1
【发明人】王贵祥, 陈卓, 汤红运, 毕朋, 唐迪, 潘作付
【申请人】深圳市凯盛科技工程有限公司, 中国建材国际工程集团有限公司