工业加热炉炉膛强化辐射传热技术

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工业加热炉炉膛强化辐射传热技术适用于冶金行业的步进式、推钢式轧钢加热炉、冷轧生产线的热处理炉等，以及机械行业汽车制造厂、机械厂等企业制作钢制零件的正火、退火、淬火等工艺需要的各种热处理炉，包括箱式炉、台式炉，铸造厂的铸件退火炉，锻造加热炉等。


1 技术内容

1.1 技术原理热辐射体是根据传热学原理，采用高新技术材料制作而成，通过增加炉膛有效辐射面积、提高炉膛表面发射率和调控热射线方向定向辐射传热功能，达到节约燃气、降低碳排放的效果。节能元件先吸收炉气热量，在自身向外进行辐射传热过程中，使原来炉膛内部漫发射状的热射线具有了一定的方向性，使之更集中射向钢坯，增加了钢坯辐照度，提高了传热效率。

1.2 主要创新点
1）热辐射体元件能够同时提高炉壁发射率，增加炉壁有效辐射面积，增加热射线到位率，能够强化炉膛和工件之间的传热过程，提高炉子加热能力和产品加热质量，与同类技术相比节能效果好，使用寿命长。
2）不改变炉子原结构，节能元件采用特制专用高温胶泥与炉壁烧结一体，冷态时简单方法固定，工作温度上限1450℃，牢固耐用。

2 节能与温室气体减排效果
使用新型热辐射体节能率指标可达到8%-10%甚至以上，项目寿命可达到5年以上。

以产能160万吨/年、吨钢煤气消耗270m3加热炉为例，采用强化热辐射节能技术改造后，节能率可达到10.1%，年可产生节能效益436.31万元，节约标煤4674.86吨，减少12245.88吨CO2。

3 技术示范情况
国内很多钢厂均已采用了该技术，如宝钢、邯钢、唐钢、舞钢、安阳新普、潍坊特钢、后英钢铁、石横特钢等，可以达到降低燃料消耗、提高小时加热能力、降低氧化烧损的效果。福建福欣特殊钢有限公司热轧卷板2#加热炉强化热辐射节能改造项目，炉型为端进端出常规燃烧步进梁式加热炉（炉子有效长度49.5m，内宽12.7m，燃料为热值8842kcal/m3天然气，燃料单耗：41m3/t钢）。主要技改内容包括：在不改变炉子原结构的前提下，在炉顶、侧墙上加热安装辐射体，增大炉膛辐射换热面积，提高炉衬黑度，对炉衬和钢坯之间辐射传热角度进行改善调整，从而增强炉膛和钢坯之间的辐射传热，提高热量利用效率，取得降低燃料消耗的效果。按单炉年加热钢坯75万吨，每年节能效益2090吨标煤。

4 投资估算
该技术采用“合同能源管理”模式，按照节能验收指标，与客户按合同约定比例分享节能收益，可做到客户零投资，无风险。

5 技术成果转化推广前景
强化热辐射技术的节能效果明显，其安装实施具有短平快的特点，不需要对原炉膛结构进行任何改动，在加热炉计划内停炉检修期间即可实施，不影响生产。更主要的是其节能原理不同于现有的加热炉节能技术，开辟了加热炉节能技术的新途径，在使用了热送热装、无头轧制、蓄热燃烧技术等基础上再节能10%以上。钢材加工工序能耗80%以上用于加热工序，该技术有较大的推广潜力。

（选自科技部发布的《国家绿色低碳先进技术成果目录》）