專利名稱：節(jié)能爐窯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種加熱爐窯，特別是涉及一種在爐窯上安裝有節(jié)能裝置的加熱爐窯。
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)控熱射線，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)控熱射線，也未能提高發(fā)射率；《紅外與毫米學報》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)控熱射線，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)控熱射線，節(jié)能率達到15 20%，但其實施方式復雜，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。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(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)能爐窯。本實用新型節(jié)能爐窯，其中加熱爐膛的頂壁和側(cè)壁上固定連接有若干節(jié)能錐，所述節(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，以及爐膛的內(nèi)壁上涂覆有高溫高輻射率涂料，所述輻射腔的開口朝向爐膛內(nèi)加熱工件的區(qū)域。本實用新型節(jié)能爐窯，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。本實用新型節(jié)能爐窯，其中所述輻射腔腔體的橫截面的面積由上至下逐漸增大或減小。本實用新型節(jié)能爐窯，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。本實用新型節(jié)能爐窯，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。本實用新型節(jié)能爐窯，其中所述高溫高輻射率涂料的厚度為0. 02 2mm。本實用新型節(jié)能爐窯，其中所述節(jié)能錐的下表面通過粘接的方式固定連接在爐膛的內(nèi)壁上。本實用新型節(jié)能爐窯，其中所述節(jié)能錐依次串聯(lián)在陶瓷桿上，所述陶瓷桿的兩端固定連接在爐膛的內(nèi)壁上。本實用新型節(jié)能爐窯，其中所述爐膛的底壁和爐門上固定連接有所述若干節(jié)能錐。本實用新型節(jié)能爐窯與現(xiàn)有技術(shù)不同之處在于本實用新型節(jié)能爐窯的爐膛內(nèi)壁上固定連接有若干節(jié)能錐，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)能錐和爐膛內(nèi)壁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。
以下結(jié)合附圖對本實用新型的節(jié)能爐窯作進一步說明。
圖1為本實用新型節(jié)能爐窯的主視剖視圖；圖2為本實用新型節(jié)能爐窯的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3a為本實用新型節(jié)能爐窯中節(jié)能錐第一種實施方式的主視剖視圖；圖3b為本實用新型節(jié)能爐窯中節(jié)能錐第一種實施方式的俯視圖；圖4a為本實用新型節(jié)能爐窯中節(jié)能錐第二種實施方式的主視剖視圖；圖4b為本實用新型節(jié)能爐窯中節(jié)能錐第二種實施方式的俯視圖；圖5a為本實用新型節(jié)能爐窯中節(jié)能錐第三種實施方式的主視剖視圖；圖5b為本實用新型節(jié)能爐窯中節(jié)能錐第三種實施方式的俯視圖；圖6a為本實用新型節(jié)能爐窯中節(jié)能錐第四種實施方式的主視剖視圖；圖6b為本實用新型節(jié)能爐窯中節(jié)能錐第四種實施方式的俯視圖；圖7a為本實用新型節(jié)能爐窯中節(jié)能錐第五種實施方式的主視剖視圖；圖7b為本實用新型節(jié)能爐窯中節(jié)能錐第五種實施方式的俯視圖。
具體實施方式
如圖1和圖2所示，本實用新型節(jié)能爐窯的加熱爐膛的頂壁6和側(cè)壁7上采用粘接的方式固定連接有若干節(jié)能錐8，結(jié)合圖3a和圖3b所示，節(jié)能錐的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為上小下大圓臺形，上表面2、側(cè)表面3和輻射腔4的內(nèi)壁上，以及爐膛的內(nèi)壁上涂覆有高溫高輻射率涂料，輻射腔4的開口都朝向爐膛內(nèi)加熱工件的區(qū)域。對于節(jié)能錐8的安裝方式，還可以采用其他方式，例如將節(jié)能錐8串聯(lián)在一根陶瓷桿上，在將陶瓷桿的兩端固定連接在爐膛的內(nèi)壁上。如圖4a和圖4b所示，本實用新型節(jié)能爐窯中節(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為上大下小的圓臺形。如圖5a和圖5b所示，本實用新型節(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6a 和圖6b所示，本實用新型節(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7a和圖7b所示，本實用新型節(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5O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高溫燒結(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；[0061]B、將其他原料混合后在1400°C高溫燒結(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高溫燒結(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
5.675 「(TG X4 /Tw χ4τT7Q= J_ +J__x 100 " Too 『(W)式中TG、TW分別為爐氣和爐墻的溫度ε G、ε Gff分別為爐氣在TG和爐墻在TW時的黑度ε W為爐墻的黑度FW為爐墻的面積當TG與TW相差不大時，可近似認為ε G = ε Gff,這時上式可簡化為
權(quán)利要求1.一種節(jié)能爐窯，其特征在于所述加熱爐膛的頂壁(6)和側(cè)壁(7)上固定連接有若干節(jié)能錐(8)，所述節(jié)能錐(8)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( 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)和輻射腔的內(nèi)壁上，以及爐膛的內(nèi)壁上涂覆有高溫高輻射率涂料，所述輻射腔的開口朝向爐膛內(nèi)加熱工件的區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能爐窯，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)能爐窯，其特征在于所述輻射腔(4)腔體的橫截面的面積由上至下逐漸增大或減小。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的節(jié)能爐窯，其特征在于所述側(cè)表面(3)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4所述的節(jié)能爐窯，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所述的節(jié)能爐窯，其特征在于所述高溫高輻射率涂料的厚度為 0. 02 2mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能爐窯，其特征在于所述節(jié)能錐(8)的下表面通過粘接的方式固定連接在爐膛的內(nèi)壁上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能爐窯，其特征在于所述節(jié)能錐(8)依次串聯(lián)在陶瓷桿上，所述陶瓷桿的兩端固定連接在爐膛的內(nèi)壁上。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的節(jié)能爐窯，其特征在于所述爐膛的底壁和爐門上固定連接有所述若干節(jié)能錐(8)。
專利摘要本實用新型節(jié)能爐窯涉及一種加熱爐窯。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)能爐窯。本實用新型節(jié)能爐窯，其中加熱爐膛的頂壁和側(cè)壁上固定連接有若干節(jié)能錐，所述節(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，以及爐膛的內(nèi)壁上涂覆有高溫高輻射率涂料，所述輻射腔的開口朝向爐膛內(nèi)加熱工件的區(qū)域。
文檔編號F27B17/00GK202182628SQ20112021883
公開日2012年4月4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)明者劉鵬, 周會俊, 張海鑫, 趙亞楠 申請人:北京中太投資管理有限公司, 張海鑫