一、热辐射涂料
热辐射涂料是由较高黑度的材料与结合剂和外加剂配成的.
其特点是涂层结合强度高、已陶瓷化、耐高温、耐磨损和具有较高的辐射率等,涂刷在高温衬体的表面上,能达到节约能源和提高寿命的目的。因此,该类料也叫做节能涂料或陶瓷涂料。
在热工窑炉中,传热有3种基本方式:传导传热、对流传热和辐射传热。
在工业炉低温阶段,以对流传热为主,高于 800C时则以辐射传热为主。以轧钢连续加热炉为例,预热段为对流传热,
加热段和均热段则主要是辐射传热。因此,提高炉壁的热辐射率,就能降低燃料消耗,提高炉子热效率。
{热辐射与光一样是电磁波的一部分,某物体表面上所受到的各种波长辐射能,当能被全部吸收时,该物体称为黑体;在某温度下单位面积单位时间所辐射出的能量,称为该物体的辐射能。它与同温度黑体的辐射能之比,则叫做该物体的辐射率,也称为黑度,所有的物体都可辐射出辐射能,其质和量取决于辐射体本身的性质和辐射体的绝对温度。辐射体的不同,在某度下的辐射率也不同;同是硅砖,因温度不同,其辐射率也不同。
如在耐火黏土砖的炉衬表面上,涂刷 SiC基涂料,能显著提高其辐射率;同样,在耐火纤维衬上,涂刷硅线石基涂料,也能提高其黑度。
从基尔霍夫定律可知,在一定的温度和波长的情况下,辐射体的辐射率和吸收率之比值是一个常数。即物体的热辐射率越大，则吸收率也越大。
当炉衬表面上涂刷了高辐射率的涂料,则增加了吸收的热量,炉衬温度也随之而升高,即提高了热辐射率。此时,通过炉衬传导传热散失的热量,虽有增加,但微不足道。同时，热辐射强度随着温度的升高而增大,且由最大的波长移向较短的波长一边
根据辐射传热的基本理论,开发了热辐射涂料,在火焰炉上应用,能提高炉子作业率,节约能源10%~20%。
热辐射涂料应具有较高的辐射率,长期使用辐射能不衰减,高温下强度高、抗氧化且不与基底材料发生化学反应。同时,涂刷时附着力强、易成膜、易干燥,在贮存期内不沉淀、不结块。
热辐射涂料的材料组成,其关键是选用高辐射率的基质材料和结合剂。基质材料 SiC 较好,辐射率高、耐火度高,但易氧化、难烧结。在高温下,SiC 氧化后使辐射率下降,涂层脱落。因此,需加防氧化剂和适当的烧结剂。
软质黏土、膨润土和长石等材料具有良好的塑性和反絮凝作用,不但起烧结作用,而且能改善涂料的施工性能即涂刷方便、成膜好和防止料的沉淀。也就是说这类料是烧结剂,也是增塑剂。
{高辐射率的基质材料,采用 ZrO2-Al2O3;-SiO2（锆质 基和 Cr203，Al203,-SiO2,（铬质） 基等材料配制耐火涂料时,应掺加 cr203.si02。Fe203.和烧结剂、增塑剂等,以提高料的施工性、烧结性和耐用性,同时也可提高料的热辐射性。该类涂料与 SiC 基涂料相比,其热辐射率略低些,而具有优良的抗氧化性,高温下与基底材料形成陶瓷结合,因此具有优良的耐用性。目前,这类涂料应用广、效果好,较有发展前途。}
热辐射涂料用的结合剂,主要有磷酸盐、硼酸盐、硅酸钠、硅溶胶、铝溶胶、阿拉伯胶、糊精、羧甲基纤维素和树脂等材料。
采用SiC基、树脂类结合剂配制的涂料,具有良好的涂刷性和成膜性，但常温下无强度,高温时被烧失,同时易起皮;
硅酸钠结合的涂料,因含有较高的 Na2O,熔点降低,900C之后对 SiC 有侵蚀作用,也加快了氧化速度。1400C时的涂料,其表面呈玻璃状,涂层易整片脱落;
硅、铝溶胶结合的涂料,常温时无强度,高温时又有脱落;
磷酸盐结合的涂料,由于磷酸盐主要是双氢磷酸铝,在 500~800C之间脱水,约为 1000C时,P2O5（五氧化二磷） 开始挥发,致使 SiC 氧化加剧,涂层疏松发泡;
当采用有机和无机复合结合剂时,在各种温度下涂层均完好,即 SiC 基涂料应选择复合结合剂。
不同结合剂涂料的抗折强度不同。,复合结合剂 SiC 涂料的抗折强度较好,特别是 1200~1400C时,其强度高几倍。
{ZrOz-AlO;-SiO2（锆质）基和 Cr2O2-AlO-SiO（铬质） 基等热辐射涂料,可选用一种或几种结合剂配制,应用最多的是磷酸盐结合剂及其与糊精、羚甲基纤维素等材料组成的复合结合剂。在涂料使用温度较低时,也可使用硅酸钠结合剂,其效果也是比较好的。
ZrO-AlO;-SiO （锆质）基热辐射涂料简称锆系陶瓷涂料,涂料与钢板的黏结强度较好;
铬质基热辐射涂料的耐火度大于 1770C,该涂料使用温度 800~1700C,因不氧化,抗热震性好,故使用寿命长。
在热辐射涂料中,掺加适量的稀土氧化物,可提高涂料的性能和使用效果。
SiC基涂料的线膨胀率，随着加热温度的升高,线膨胀率平稳地增大。即加热时,涂料不易脱落。热辐射涂料一般以浆状或膏状桶装出厂,也可以粉状袋装出厂。施工前,视情况掺加适量的水,搅拌成泥浆状待用。炉衬或被涂物的表面,吹扫干净,并保持干燥。该类涂料可
