已解决
工业窑炉热效率偏低，这是国内外存在的普遍问题，在能源愈加短缺和价格极大变化 的状况下，人们对提高能源利用，提高热设备的效率倍加关注。
目前最广泛最简易可行的作法是在现有热设备上涂施高温节能耐腐蚀陶瓷涂料，这样 可大大提高了窑炉耐火材料的辐射系数，有利高温辐射加热。实践证明，节能率可达１０％ 左右。１该项技术早已在西方发达国家和日本广泛使用，并被称为加热炉发展的里程 碑。高温节能涂料提高热效率、降低热耗的机理已不被质疑，但对原有运行的设备施涂节 能涂料后，出现的工艺变化，产品质量变化，使很多企业产生困惑和误解，对此，针对一 些普遍出现的问题做以下探讨：
一、提高热效率机理：
热工窑炉的主要结构材料是耐火材料，如高铝砖、粘土砖、玻璃陶瓷纤维等，这些材料 既是结构材料，又是保温隔热材料，还参与辐射热交换过程，因此窑炉的热效率很大程度决 定于它们的热辐射性能和保温性能，有资料介绍，经检测在８００℃时，粘土砖、粘土浇注 料、高铝砖，高温节能涂料的红外波段热辐射率ε结果如图１—１、１—２所示。根据 ｐｌａｎｋ辐射理论，温度１２７３ｋ—１５７３ｋ时的辐射体，其１—５μｍ的辐射能量 占全波段辐射总能量的７６％—８５％，因此提高炉衬１—５μｍ波段的辐射率是提高加热 炉效率的重要问题。
根据单位时间因１—５μｍ波段辐射率提高而增加的辐射能量为： △＝Ｗ＇—Ｗ Ｗ＇——涂层单位面积、单位时间辐射的能量。 Ｗ——耐火砖炉衬单位面积、单位时间辐射的能量。 △Ｗ＝∫∞（ε２λ－ε１λ）Ｅｄλｄλ 式中ε１λ——耐火砖单色辐射率 ε２λ——涂层单色辐射率
以上的机理可以看出，增加材料在１－５μｍ波段的热辐射率，可提高窑炉的热辐射能量。
提高窑炉炉衬的节能作用主要有两个方面：
①提高炉衬１－５μｍ波段的辐射率，其节能效果可达１０％左右。
②优化强化红外匹配波谱，提高加热效率，缩短升温时间，使辐射场温度均匀。２
二、带来的问题：
喷涂高温节能涂料后，改善了窑炉内衬材料辐射率ε，提高热辐射率的效果，缩短升温时间， 使温度场均匀，正是因为缩短烧成时间，温度场均匀而给一些企业（指陶瓷及耐火材料生产厂） 在使用高温节能涂料后，给仍按原烧成工艺作业带来了问题。
１、产品过烧：提高窑炉热辐射率后，炉内的热传导方式发生了较大的变化，因热辐射传热 效率大大高于其它传热形式，使得产品在同样的制度中会出现提前过烧，产品表面发亮，尺寸偏 短等。
２、产品黑心：原有的坯体配方适合原烧成工艺制度，有机物、无机物的分解排放在烧成过 程中，按作业设定的温度阶段完成，若炉内的阶梯温度提前或加快，即缩短了升温时间，使得原 配方坯体完成烧结反应的阶梯温度提前，部分有机物、无机物未全部完成分解过程，便进入了下 阶段，造成釉面封闭，表面或边缘固相反应提前，使产品中间出现了黑心，给产品内在质量造成 影响。
３、尺寸偏差：陶瓷窑炉的燃烧烧嘴压力有采用中压、低压形式，一般根据窑炉及产品而定， 炉内喷施节能涂料后，其特点是提高温度场的均匀，有效地解决产品色差和窑内断面温差，保持 产品尺寸一致。需要了解的是黑体分光辐射能量的波峰、波长是随温度变化的。如：１５００℃ 以上波峰波长为０．８－１μｍ，５００℃则波峰位于２－３μｍ而３０℃波峰为１０μｍ的远 红外线。３由此解释，要使窑炉内的温度场均匀，还应配合烧嘴的燃烧方式上做适当调整， 不致出现大的局部的温度差，使涂料的热辐射能提供均匀的温度场。
三、调整解决方法：
窑炉热辐射率提高后，为我们节能、降耗提供了基本条件，掌握利用这一新技术材料，降低 能源消耗，从而降低产品成本，无疑是一件十分有利的事。由此经加热过程，煅烧工艺以及产品 质量带来的问题，可从以下方面解决：
１、如果陶瓷坯体配方的烧结范围比较宽。则可在窑炉的烧成制度上调整，根据坯体的分解 反应温度，调整窑炉预热带制度，增强氧化气氛，充分完成分解过程。如果坯体配方烧结范围窄 且使用的结合原料有机质含量高或碳酸盐含量高的配方，一是适当从坯料配方或从釉料配方上调 整，以适应快速升温的烧成制度。二是从窑炉压力制度、温度制度作相应调整。
２、对产品只出现过烧、发亮，可直接采用降低最高烧成温度或加快烧成周期来解决。
３、尺寸、色泽变化，应视窑炉烧嘴的结构形式调整，避免出现局部热辐射与热对流过强的 现象，这要从窑压以及整体窑炉制度上做适当的调整。
当然，各窑炉的结构、燃料性质都有差异，应视具体情况而定。
总之，对于出现的问题，不仅仅是某个方面的因素，应从总体系统上考虑，在增产降耗这一 主题目标下，研究低温快烧陶瓷是业界共同关心的一个课题。
四、涂料的施工工艺和烧结工艺
高温节能涂料的喷施工艺以及烧结工艺对提高加热炉内衬寿命和节能效果有着十分重要的关系。
１、施工工艺：
①清理炉壁：去除浮尘和易脱落之物。
②喷涂浸润渗透液、使炉衬湿润渗透。
③喷涂第一层稀薄涂层。
④第一层涂层干后，喷涂第二层较稠涂层，厚度约０．５ｍｍ左右。
２、涂层烧结固化工艺：
①涂层喷涂完毕后，自然晾干２４小时，
②文火升温到１００℃左右，保温４小时，
③文火升温到２００℃左右，保温４小时，
④慢速升温到６００℃左右，保温４小时，
⑤慢速升温到１０００℃左右，保温４小时。
然后炉体自然冷却，烧结固化工艺完成，往后可以用任意升降温速度使用该涂层。
结论：高温节能耐腐蚀涂料是高辐射率、高耐腐蚀性的功能涂料，它弥补了耐火材料高温辐 射的弱点。目前推广的ＰＴ６６５Ｆ型涂料已在很多企业的加热炉、电阻炉、陶瓷窑炉和沸腾炉 上使用，亦收到了明显的节能效果。
目前最广泛最简易可行的作法是在现有热设备上涂施高温节能耐腐蚀陶瓷涂料，这样 可大大提高了窑炉耐火材料的辐射系数，有利高温辐射加热。实践证明，节能率可达１０％ 左右。１该项技术早已在西方发达国家和日本广泛使用，并被称为加热炉发展的里程 碑。高温节能涂料提高热效率、降低热耗的机理已不被质疑，但对原有运行的设备施涂节 能涂料后，出现的工艺变化，产品质量变化，使很多企业产生困惑和误解，对此，针对一 些普遍出现的问题做以下探讨：
一、提高热效率机理：
热工窑炉的主要结构材料是耐火材料，如高铝砖、粘土砖、玻璃陶瓷纤维等，这些材料 既是结构材料，又是保温隔热材料，还参与辐射热交换过程，因此窑炉的热效率很大程度决 定于它们的热辐射性能和保温性能，有资料介绍，经检测在８００℃时，粘土砖、粘土浇注 料、高铝砖，高温节能涂料的红外波段热辐射率ε结果如图１—１、１—２所示。根据 ｐｌａｎｋ辐射理论，温度１２７３ｋ—１５７３ｋ时的辐射体，其１—５μｍ的辐射能量 占全波段辐射总能量的７６％—８５％，因此提高炉衬１—５μｍ波段的辐射率是提高加热 炉效率的重要问题。
根据单位时间因１—５μｍ波段辐射率提高而增加的辐射能量为： △＝Ｗ＇—Ｗ Ｗ＇——涂层单位面积、单位时间辐射的能量。 Ｗ——耐火砖炉衬单位面积、单位时间辐射的能量。 △Ｗ＝∫∞（ε２λ－ε１λ）Ｅｄλｄλ 式中ε１λ——耐火砖单色辐射率 ε２λ——涂层单色辐射率
以上的机理可以看出，增加材料在１－５μｍ波段的热辐射率，可提高窑炉的热辐射能量。
提高窑炉炉衬的节能作用主要有两个方面：
①提高炉衬１－５μｍ波段的辐射率，其节能效果可达１０％左右。
②优化强化红外匹配波谱，提高加热效率，缩短升温时间，使辐射场温度均匀。２
二、带来的问题：
喷涂高温节能涂料后，改善了窑炉内衬材料辐射率ε，提高热辐射率的效果，缩短升温时间， 使温度场均匀，正是因为缩短烧成时间，温度场均匀而给一些企业（指陶瓷及耐火材料生产厂） 在使用高温节能涂料后，给仍按原烧成工艺作业带来了问题。
１、产品过烧：提高窑炉热辐射率后，炉内的热传导方式发生了较大的变化，因热辐射传热 效率大大高于其它传热形式，使得产品在同样的制度中会出现提前过烧，产品表面发亮，尺寸偏 短等。
２、产品黑心：原有的坯体配方适合原烧成工艺制度，有机物、无机物的分解排放在烧成过 程中，按作业设定的温度阶段完成，若炉内的阶梯温度提前或加快，即缩短了升温时间，使得原 配方坯体完成烧结反应的阶梯温度提前，部分有机物、无机物未全部完成分解过程，便进入了下 阶段，造成釉面封闭，表面或边缘固相反应提前，使产品中间出现了黑心，给产品内在质量造成 影响。
３、尺寸偏差：陶瓷窑炉的燃烧烧嘴压力有采用中压、低压形式，一般根据窑炉及产品而定， 炉内喷施节能涂料后，其特点是提高温度场的均匀，有效地解决产品色差和窑内断面温差，保持 产品尺寸一致。需要了解的是黑体分光辐射能量的波峰、波长是随温度变化的。如：１５００℃ 以上波峰波长为０．８－１μｍ，５００℃则波峰位于２－３μｍ而３０℃波峰为１０μｍ的远 红外线。３由此解释，要使窑炉内的温度场均匀，还应配合烧嘴的燃烧方式上做适当调整， 不致出现大的局部的温度差，使涂料的热辐射能提供均匀的温度场。
三、调整解决方法：
窑炉热辐射率提高后，为我们节能、降耗提供了基本条件，掌握利用这一新技术材料，降低 能源消耗，从而降低产品成本，无疑是一件十分有利的事。由此经加热过程，煅烧工艺以及产品 质量带来的问题，可从以下方面解决：
１、如果陶瓷坯体配方的烧结范围比较宽。则可在窑炉的烧成制度上调整，根据坯体的分解 反应温度，调整窑炉预热带制度，增强氧化气氛，充分完成分解过程。如果坯体配方烧结范围窄 且使用的结合原料有机质含量高或碳酸盐含量高的配方，一是适当从坯料配方或从釉料配方上调 整，以适应快速升温的烧成制度。二是从窑炉压力制度、温度制度作相应调整。
２、对产品只出现过烧、发亮，可直接采用降低最高烧成温度或加快烧成周期来解决。
３、尺寸、色泽变化，应视窑炉烧嘴的结构形式调整，避免出现局部热辐射与热对流过强的 现象，这要从窑压以及整体窑炉制度上做适当的调整。
当然，各窑炉的结构、燃料性质都有差异，应视具体情况而定。
总之，对于出现的问题，不仅仅是某个方面的因素，应从总体系统上考虑，在增产降耗这一 主题目标下，研究低温快烧陶瓷是业界共同关心的一个课题。
四、涂料的施工工艺和烧结工艺
高温节能涂料的喷施工艺以及烧结工艺对提高加热炉内衬寿命和节能效果有着十分重要的关系。
１、施工工艺：
①清理炉壁：去除浮尘和易脱落之物。
②喷涂浸润渗透液、使炉衬湿润渗透。
③喷涂第一层稀薄涂层。
④第一层涂层干后，喷涂第二层较稠涂层，厚度约０．５ｍｍ左右。
２、涂层烧结固化工艺：
①涂层喷涂完毕后，自然晾干２４小时，
②文火升温到１００℃左右，保温４小时，
③文火升温到２００℃左右，保温４小时，
④慢速升温到６００℃左右，保温４小时，
⑤慢速升温到１０００℃左右，保温４小时。
然后炉体自然冷却，烧结固化工艺完成，往后可以用任意升降温速度使用该涂层。
结论：高温节能耐腐蚀涂料是高辐射率、高耐腐蚀性的功能涂料，它弥补了耐火材料高温辐 射的弱点。目前推广的ＰＴ６６５Ｆ型涂料已在很多企业的加热炉、电阻炉、陶瓷窑炉和沸腾炉 上使用，亦收到了明显的节能效果。
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