箱式馬弗爐的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的是提出一種能源利用率高、使用壽命長的箱式馬弗爐。本發(fā)明的箱式馬弗爐包括爐體，所述爐體的爐膛內壁可拆卸地安裝有若干塊耐高溫紅外輻射板，所述耐高溫紅外輻射板朝向爐膛內部的一面設有紅外輻射層，耐高溫紅外輻射板朝向爐膛壁的一面設有隔熱層。在窯爐內壁安裝帶帶隔熱層的耐高溫紅外輻射板，可使吸收的能量均勻輻射到需要燒結的產(chǎn)品上。輻射板背面具有隔熱層，阻止熱量傳遞給爐壁，可以使能量盡可能多的通過輻射傳遞給需要燒結的產(chǎn)品；耐高溫紅外輻射板延長窯爐使用壽命，提高經(jīng)濟效益。而且，爐壁上安裝耐高溫紅外輻射板可減緩致密耐火材料受煙氣急冷急熱造成的熱震損壞，可降低耐火材料的質量要求，降低筑爐成本。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種箱式馬弗爐。 箱式馬弗爐

【背景技術】
[0002] 我國工業(yè)窯爐及工業(yè)鍋爐是能源消耗的主體，而工業(yè)窯爐及工業(yè)鍋爐普遍存在熱 效率低，能源浪費比較大的現(xiàn)象。針對工業(yè)窯爐及工業(yè)鍋爐普遍存在的能源有效利用率低， 能源浪費比較大的問題，國內外普遍所采取的主要節(jié)能措施為：（1)盡可能采用保溫效果 好的輕質型保溫材料；（2)采用遠紅外線節(jié)能涂料噴涂技術；（3)煙氣余熱回收利用；(4) 黑體輻射元件節(jié)能技術。
[0003] 傳統(tǒng)方式是采用熱容較小的輕質材料和保溫材料筑爐，以減少蓄熱和散熱損失。 這種節(jié)能方法，只是將熱量"堵"在了爐膛里，并沒有需要燒結的產(chǎn)品的有效熱吸收，沒有 改變熱射線的"漫反射"狀態(tài)，沒有解決熱射線是否到位的問題，所以需要燒結的產(chǎn)品的有 效熱仍然很低。人們通過熱平衡計算或測試，發(fā)現(xiàn)電阻爐爐體蓄熱和散熱損失高達60%? 70%，而需要燒結的產(chǎn)品的有效熱僅25%?30%。
[0004] 蓄熱式箱式馬弗爐熱效率得到較大幅度的提高；隨后紅外輻射涂料的應用，在高 熱效的基礎上解決了需要燒結的產(chǎn)品的有效熱吸收問題，進一步提高了熱效率。
[0005] 工業(yè)窯爐爐膛內傳熱有：火焰輻射、燃燒的產(chǎn)物輻射、爐墻固體表面輻射和爐內 氣體輻射和爐內氣體的對流傳熱。簡單來說，參與爐內熱交換過程的有3種基本物體：爐 氣、爐壁、加熱煅燒物。在800°C以下是爐氣與被加熱物之間的傳熱主要依靠對流傳熱；在 800°C?1000°C之間是則同時依靠對流和輻射，當溫度高于1000°C時爐氣與被加熱物之間 的熱傳導主要依靠遠紅外輻射換熱，被加熱物所吸收的熱90%通過輻射換熱來實現(xiàn)的。大 部分工業(yè)窯爐爐膛內由耐火磚，耐火澆注料，耐火輕質保溫磚或陶瓷纖維砌筑的。這些耐火 材料具有耐火性，高溫下強度高，穩(wěn)定性高等特性可以滿足窯爐需要，但這些耐火材料的遠 紅外發(fā)射率一般在〇. 35左右(如在1KKTC下：耐火粘土磚：0. 35?0. 65,莫來石0. 4,氧化 鋁0. 18?0. 52,耐火纖維0. 35)，而遠紅外輻射涂料的發(fā)射率在0. 85?0. 95。紅外輻射傳 熱就是利用紅外線獨特的輻射能力加熱物體，使物體受熱，在一定的溫度下，加熱物體輻射 出具有一定穿透能力的紅外波，使被加熱物體發(fā)生分子振蕩，產(chǎn)生能級躍遷，輻射一定波段 的紅外線，從而產(chǎn)生熱量。其特點一是吸熱物體均勻受熱，二是由內向外加熱，從而減少了 加熱時間，提高能源利用率。
[0006] 遠紅外涂層技術的根本弱點是涂層易老化，在實際使用過程中不斷粉化掉落或被 氣流沖蝕，熱紅外發(fā)射率逐步衰減，失去紅外輻射功能，熱效隨時間推移下降。
[0007] 此外，還有以突起物來增加爐膛面積；為進一步提高熱效率，有人提出黑體強化輻 射傳熱節(jié)能，開發(fā)了相應的黑體輻射元件，其間隔分布在窯爐內壁。如專利"一種黑體材料 及由黑體材料制成的節(jié)能輻射杯(專利號：CN 103288464 A)"明確指出所用由下述重量百 分比的物質組成：碳化硅95 %，三氧化二鐵0. 5 %、二氧化錳0. 5%和三氧化二鋁4%，具有 自身黑度系數(shù)高，導熱性好，并在爐內溫度900°C以上的條件下發(fā)射遠紅外線電磁波，在使 用中不會對環(huán)境產(chǎn)生污染，環(huán)保、節(jié)能，爐膛升溫速度快，并且價格低廉。同時指出：當前在 黑體輻射元件節(jié)能技術中黑體輻射元件的制做材料選用的是鋼玉莫來石，在1000°c條件下 導熱系數(shù)1. 〇W/m. K，其黑度是通過表面噴涂遠紅外線涂料來保證。在實際應用過程中，在黑 體所在的位置之處，還是采用噴涂遠紅外涂料來提高熱效，同樣存在初期熱效高，使用過程 中隨著紅外涂層脫落存在熱效衰減，該技術也沒有充分解決能量吸收和紅外輻射涂料老化 等問題。


【發(fā)明內容】

[0008] 本發(fā)明的目的是提出一種能源利用率高、使用壽命長的箱式馬弗爐。
[0009] 本發(fā)明的箱式馬弗爐包括爐體，關鍵在于所述爐體的爐膛內壁可拆卸地安裝有若 干塊耐高溫紅外輻射板，所述耐高溫紅外輻射板朝向爐膛內部的一面設有紅外輻射層，耐 高溫紅外輻射板朝向爐膛壁的一面設有隔熱層。
[0010] 在窯爐內壁安裝帶帶隔熱層的耐高溫紅外輻射板，其法相全發(fā)射率在0.85? 〇. 98,并可根據(jù)需要調節(jié)角度，將能量均勻輻射到需要燒結的產(chǎn)品上，同時也可根據(jù)窯型和 需要燒結的產(chǎn)品堆放設計紅外輻射板結構及弧度，使吸收的能量均勻輻射到需要燒結的產(chǎn) 品上。耐高溫紅外輻射板背面具有隔熱層，可以使能量盡可能多的通過輻射傳遞給需要燒 結的產(chǎn)品，其背面溫度與爐內氣溫相比低300?500°C ;耐高溫紅外輻射板可延長使用壽 命，特別是纖維內襯，可延緩粉化時間，同時可解決氣流沖刷損壞纖維內襯等溫度，大幅度 延長窯爐使用壽命，提高經(jīng)濟效益。而且，爐壁上安裝耐高溫紅外輻射板可減緩致密耐火材 料受煙氣急冷急熱造成的熱震損壞，可降低耐火材料的質量要求，降低筑爐成本。耐高溫紅 外輻射板采用高溫燒結制備，具有使用壽命長，可達到5?10年，與工業(yè)窯爐和鍋爐的設計 壽命相當，甚至更高；紅外輻射層可以采用黑體材料或遠紅外材料制備，也可在表面噴涂黑 體材料和遠紅外涂料制備，通過高溫燒結，遠紅外輻射板在實際使用過程中，遠紅外輻射能 力不衰減，長期保證箱式馬弗爐的高效節(jié)能，綜合節(jié)能效率達到15?30%，與已有技術相比 有更進一步提1?。
[0011] 進一步地，所述耐高溫紅外輻射板利用金屬陶瓷復合錨固釘固定于爐膛內壁上， 所述金屬陶瓷復合錨固釘為三層結構，外層為陶瓷管，內層為金屬或金屬陶瓷，中間層為將 內層完全包裹的致密澆注料。傳統(tǒng)的金屬錨固件由于抗高溫氧化能力差，無法滿足高溫環(huán) 境下的長時間應用，而陶瓷錨固件則由于陶瓷材料本身脆性問題無法保證懸掛安全可靠 性；而本發(fā)明中的金屬陶瓷復合錨固釘，其外層為高抗熱震致密陶瓷管，1KKTC水冷大于 30次，內層為耐高溫金屬或金屬陶瓷，具有一定的抗高溫氧化特性，中間為耐高溫致密澆注 料，是密封層，同時具有高強度，可作為結構支撐層使用，室溫耐壓強度大于120MPa，抗折強 度達到20MPa，可防止耐高溫金屬件或金屬陶瓷氧化，上述金屬陶瓷復合錨固釘具有多種防 護作用，確保懸掛穩(wěn)定和長壽命；三層中任何單層或兩層損壞均不會影響到懸掛安全可靠 性，只有三層同時受到破壞才有可能影響到懸掛，提高了可靠性。
[0012] 進一步地，為加強金屬陶瓷復合錨固釘各層之間的連接穩(wěn)定性，所述金屬陶瓷復 合錨固釘?shù)耐鈱泳哂袃韧饴菁y，金屬陶瓷復合錨固釘?shù)膬葘泳哂型饴菁y；或者所述金屬陶 瓷復合錨固釘?shù)耐鈱泳哂型饴菁y，金屬陶瓷復合錨固釘?shù)膬葘泳哂型饴菁y。
[0013] 進一步地，所述每塊耐高溫紅外輻射板均利用五個金屬陶瓷復合錨固釘固定于爐 膛內壁上，其中四個金屬陶瓷復合錨固釘分布于耐高溫紅外輻射板的四個角，其余一個金 屬陶瓷復合錨固釘位于耐高溫紅外輻射板的中央。上述五個金屬陶瓷復合錨固釘構成了由 四個三角形拼接的圖形，其中任何兩個金屬陶瓷復合錨固釘損壞也不會影響耐高溫紅外輻 射板均的懸掛安全。
[0014] 進一步地，所述耐高溫紅外輻射板的隔熱層為陶瓷纖維毯，以提高隔熱能力和使 用壽命。
[0015] 進一步地，所述紅外輻射層的法線方向正對爐膛內的需要燒結的產(chǎn)品，以盡可能 多地將所吸收的能量均勻輻射到需要燒結的產(chǎn)品上，提高能量利用率。
[0016] 進一步地，所述耐高溫紅外輻射板上有中空凸出空腔和/或翅片，以吸收更多的 煙氣中的能量，并將該能量反射回發(fā)熱工件。
[0017] 進一步地，所述耐高溫紅外福射板材質由90~95份堇青石或莫來石或碳化娃或剛 玉-莫來石，5~10份復合摻雜高紅外輻射材料粉體組成；所述復合摻雜高紅外輻射材料粉 體由 Fe203 55?75 份，NiO 15?30 份，ZnO 5?10 份，Μη02 0 . 5?1.5 份，C〇0 0.5?2 份，Cr203 3?5 份，Ce02 0 · 05?0· 2 份，Er203 0· 05?0· 2 份，Nd203 0· 05?0· 2 份，Yb203 0· 05?0· 2 份組成，采用 共混研磨、裝匣缽高溫燒結后，再經(jīng)破碎球磨而成。
[0018] 本發(fā)明的箱式馬弗爐設置了可拆卸的耐高溫紅外輻射板，安裝及拆卸方便，使用 壽命長，固定可靠，可以大大提高爐子的能量利用率和使用壽命，具有很好的推廣價值。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 圖1是本發(fā)明的箱式馬弗爐的爐膛結構示意圖。
[0020] 圖2、3是本發(fā)明的耐高溫紅外輻射板的安裝結構示意圖。
[0021] 圖4是本發(fā)明的金屬陶瓷復合錨固釘?shù)慕Y構示意圖。

【具體實施方式】
[0022] 下面對照附圖，通過對實施實例的描述，對本發(fā)明的【具體實施方式】如所涉及的各 構件的形狀、構造、各部分之間的相互位置及連接關系、各部分的作用及工作原理等作進一 步的詳細說明。
[0023] 實施例1 : 如圖所示，本實施例箱式馬弗爐包括爐體，爐體的爐膛內壁1可拆卸地安裝有若干塊 耐高溫紅外輻射板2,所述耐高溫紅外輻射板2朝向爐膛內部的一面設有紅外輻射層21， 耐高溫紅外輻射板2朝向爐膛壁的一面設有隔熱層22 ;紅外輻射層21的法線方向正對 爐膛內的需要燒結的產(chǎn)品3。耐高溫紅外輻射板2的隔熱層22為陶瓷纖維毯，厚度約為 5?20_ ;耐高溫紅外輻射板2的紅外輻射層21用黑體材料或遠紅外材料制備，厚度約為 10mm〇
[0024] 每塊耐高溫紅外輻射板2均利用五個金屬陶瓷復合錨固釘4固定于爐膛內壁1 上，其中四個金屬陶瓷復合錨固釘4分布于耐高溫紅外輻射板2的四個角，其余一個金屬陶 瓷復合錨固釘4位于耐高溫紅外輻射板2的中央。所述金屬陶瓷復合錨固釘4為三層結構， 外層41為陶瓷管，內層42為金屬或金屬陶瓷，中間層43為將內層42完全包裹的致密澆注 料；所述金屬陶瓷復合錨固釘4的外層41具有內外螺紋，金屬陶瓷復合錨固釘4的內層42 具有外螺紋。
[0025] 耐高溫紅外輻射板2上有翅片5,以吸收更多的煙氣中的能量，并將該能量反射回 發(fā)熱工件。當然，翅片5也可以用中空凸出的空腔代替，起到同樣的作用。
[0026] 耐高溫紅外輻射板材質由9(Γ95份堇青石或莫來石或碳化硅或剛玉-莫來石， 5~10份復合摻雜高紅外輻射材料粉體組成；所述復合摻雜高紅外輻射材料粉體由Fe 203 55?75 份，NiO 15?30 份，ZnO 5?10 份，Μη02 0 · 5?1. 5 份，C〇0 0· 5?2 份，Cr203 3?5 份，Ce02 0· 05?(λ 2 份，Er203 (λ 05?(λ 2 份，Nd203 (λ 05?(λ 2 份，Yb203 (λ 05?(λ 2 份組成，采用共混研 磨、裝匣缽高溫燒結后，再經(jīng)破碎球磨而成。
【權利要求】
1. 一種箱式馬弗爐，包括爐體，其特征在于所述爐體的爐膛內壁可拆卸地安裝有若干 塊耐高溫紅外輻射板，所述耐高溫紅外輻射板朝向爐膛內部的一面設有紅外輻射層，耐高 溫紅外輻射板朝向爐膛壁的一面設有隔熱層。
2. 根據(jù)權利要求1所述的箱式馬弗爐，其特征在于所述耐高溫紅外輻射板利用金屬陶 瓷復合錨固釘固定于爐膛內壁上，所述金屬陶瓷復合錨固釘為三層結構，外層為陶瓷管，內 層為金屬或金屬陶瓷，中間層為將內層完全包裹的致密澆注料。
3. 根據(jù)權利要求2所述的箱式馬弗爐，其特征在于所述金屬陶瓷復合錨固釘?shù)耐鈱泳?有內外螺紋，金屬陶瓷復合錨固釘?shù)膬葘泳哂型饴菁y；或者所述金屬陶瓷復合錨固釘?shù)耐?層具有外螺紋，金屬陶瓷復合錨固釘?shù)膬葘泳哂型饴菁y。
4. 根據(jù)權利要求2或3所述的箱式馬弗爐，其特征在于所述每塊耐高溫紅外輻射板均 利用五個金屬陶瓷復合錨固釘固定于爐膛內壁上，其中四個金屬陶瓷復合錨固釘分布于耐 高溫紅外輻射板的四個角，其余一個金屬陶瓷復合錨固釘位于耐高溫紅外輻射板的中央。
5. 根據(jù)權利要求1所述的箱式馬弗爐，其特征在于所述耐高溫紅外輻射板的隔熱層為 陶瓷纖維毯。
6. 根據(jù)權利要求1所述的箱式馬弗爐，其特征在于所述紅外輻射層的法線方向正對爐 膛內的需要燒結的產(chǎn)品。
7. 根據(jù)權利要求1所述的箱式馬弗爐，其特征在于所述耐高溫紅外輻射板上有中空凸 出空腔和/或翅片。
8. 根據(jù)權利要求1所述的箱式馬弗爐，其特征在于所述耐高溫紅外輻射板材質由 9(Γ95份堇青石或莫來石或碳化硅或剛玉-莫來石，5~10份復合摻雜高紅外輻射材料粉體 組成；所述復合摻雜高紅外輻射材料粉體由Fe 203 55?75份，NiO 15?30份，ΖηΟ 5?10份， Μη02 0 · 5?1. 5 份，C〇0 0· 5?2 份，Cr203 3?5 份，Ce02 0 · 05?0· 2 份，Er203 0· 05?0· 2 份，Nd203 0.05、. 2份，Yb203 0.05、. 2份組成，采用共混研磨、裝匣缽高溫燒結后，再經(jīng)破碎球磨而 成。
【文檔編號】C04B35/66GK104101206SQ201410355818
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年8月11日 優(yōu)先權日:2014年8月11日
【發(fā)明者】王家邦 申請人:蘇州羅卡節(jié)能科技有限公司