一、技術(shù)名稱：耐高溫納微米級高輻射覆層技術(shù)
二、所屬領(lǐng)域及適用范圍：鋼鐵行業(yè)鋼鐵、冶金企業(yè)
三、與該技術(shù)相關(guān)的能耗及碳排放現(xiàn)狀
鋼鐵工業(yè)是我國的能耗大戶，其中高爐和焦爐系統(tǒng)能耗約占全鋼鐵工業(yè)總能耗的70%左右。據(jù)統(tǒng)計，高爐熱風爐能耗約占煉鐵總能耗的45%，按7億噸鐵產(chǎn)量計算，其能耗高達6000萬tce，焦爐能耗為2600萬tce。高爐熱風爐和焦爐系統(tǒng)的節(jié)能減排潛力巨大。目前該技術(shù)可實現(xiàn)節(jié)能量16萬tce/a，CO2減排約42萬t/a。
四、技術(shù)內(nèi)容
1.技術(shù)原理
耐高溫納微米級高輻射覆層材料具有高輻射、高吸收的特性，將其涂覆在復(fù)雜結(jié)構(gòu)的高爐熱風爐與焦爐的蓄熱體表面及燃燒室內(nèi)壁，可以提高蓄熱體和燃燒室立火道表面的發(fā)射率（從涂覆前的0.7-0.8提高到0.90以上），強化高溫環(huán)境下固體表面與氣體間的輻射傳熱，提高蓄熱體的表面溫度，加大表里溫度梯度，增加了蓄熱量，提升能源利用效率，降低燃料消耗。
2.關(guān)鍵技術(shù)
（1）粉體超細化技術(shù)；
（2）表面前處理技術(shù)；
（3）高溫膠制備技術(shù)。
3.工藝流程
按照高輻射覆層材料配方稱量各組分，將粉體材料混合均勻后，經(jīng)超細化處理，制成微納米級的高輻射覆層粉體材料。根據(jù)配方精確稱量CMC溶液、PA80膠、水玻璃和水，混合制成高溫膠。將高溫膠倒入制備好的超細粉體材料中，使用膠磨機研磨混合，并靜置發(fā)酵24h以上，完成高輻射覆層涂料的配制。
在使用高輻射覆層材料前，需要對耐材基體進行前處理，噴涂一層前處理液以降低耐材基體的表面張力，提高涂料與耐材基體的吸附力。前處理液干燥后，將高輻射覆層涂料通過浸泡滲透或噴涂等方式包覆于耐材基體表面，形成一層發(fā)射率大于0.9、厚度約為0.3mm的致密覆層，起到保護耐材、防止渣化的效果。高輻射覆層技術(shù)在高爐熱風爐上的應(yīng)用如圖1所示。
圖1 高輻射覆層材料應(yīng)用示意圖
五、主要技術(shù)指標
1.發(fā)射率≥0.9；
2.附著力≥2級；
3.耐火度：1700℃；
4.容重：（1.4-2.0）×103kg/m3；
5.提高高爐熱風爐風溫10℃以上；
6.節(jié)約煤氣消耗量3%以上。
六、技術(shù)鑒定、獲獎情況及應(yīng)用現(xiàn)狀
該技術(shù)已在覆層結(jié)構(gòu)、材料制備、施工工藝、窯爐節(jié)能技術(shù)方面獲國家發(fā)明專利4項，獲日本專利、俄羅斯專利各1項。2011年8月，“高效蓄熱體覆層技術(shù)在球式熱風爐節(jié)能改造中的應(yīng)用”通過了山東省的省級技術(shù)鑒定。2012年12月，“高輻射覆層技術(shù)在焦爐上的應(yīng)用研究”通過了由山東省科技廳組織的省級科技成果鑒定。目前已在全國60余家鋼鐵企業(yè)的331座高爐熱風爐和焦爐上應(yīng)用，實現(xiàn)節(jié)焦94.9萬t（折合93.8萬tce），減少二氧化碳排放247.6萬t。
七、典型應(yīng)用案例
典型用戶：首鋼京唐（曹妃甸）、鞍鋼、濟鋼、邯鋼、沙鋼、日照鋼鐵公司等。
典型案例1
案例名稱：高輻射覆層技術(shù)在首鋼京唐2#5500m³高爐熱風爐的應(yīng)用
技術(shù)提供單位：山東慧敏科技開發(fā)有限公司
建設(shè)規(guī)模：36.5萬塊格子磚表面涂覆高輻射覆層。建設(shè)條件：在高爐熱風爐新建或大修時應(yīng)用。主要技改內(nèi)容：2#5500m³高爐的4座熱風爐上部50層格子磚和2座預(yù)熱爐上部25層格子磚采用高輻射覆層技術(shù)。技改投資額807萬元，建設(shè)期1年。年節(jié)能量18777tce，年減排量49571tCO2。項目經(jīng)濟效益1095萬元，投資回收期9個月。
典型案例2
案例名稱：高輻射覆層技術(shù)在鞍鋼新5#2580m³高爐熱風爐的應(yīng)用
技術(shù)提供單位：山東慧敏科技開發(fā)有限公司
建設(shè)規(guī)模：17.9萬塊格子磚涂覆高輻射覆層。建設(shè)條件：在熱風爐新建或大修時應(yīng)用。主要技改內(nèi)容：5#2580m³高爐的3座熱風爐上部50層硅質(zhì)格子磚采用高輻射覆層技術(shù)。技改投資額300萬元，建設(shè)期1年。年節(jié)能量5855tce，年減排量14210.6
tCO2。年節(jié)能經(jīng)濟效益為835萬元，投資回收期約5個月。
八、推廣前景及節(jié)能減排潛力
目前全國有高爐1400余座，熱風爐4000余座，產(chǎn)能7億噸；焦爐約3000座，產(chǎn)能3.8億噸。預(yù)計未來5年，該技術(shù)在國內(nèi)推廣比例可達20%，可形成年節(jié)能能力65萬tce，年減排潛力143萬tCO2。
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