近日,包头稀土研究院天津分院“稀土基红外辐射节能材料、新型稀土保温隔热灌浆料关键技术成果”入选自治区科技“突围”工程10项代表性成果。
工业窑炉是以耐火材料砌筑的煅烧设备,是高耗能行业中最重要的热工设备之一,它就像一个巨大的“保温杯”,将各种物料或工件进行熔炼、熔化。怎样才能让这支“保温杯”更保温,进而更节能,一直以来都是行业的共性难题。2021年,包头稀土研究院天津分院与包头市安德窑炉科技有限公司携手组建稀土耐火材料研发团队,针对窑炉高温环境、复杂工况等特点,围绕“稀土+耐材”新技术方向开展攻关。
经过反复试验沟通,包头稀土研究院天津分院科研团队确立稀土利废节能耐材的技术路线,突破了传统废渣废料处理和回收利用的技术瓶颈。其中,稀土红外辐射涂层涂覆于炉壁受热面,而稀土改性保温隔热灌浆料则用于高炉炉腹以上部位保温炉衬,二者相互补充。稀土红外辐射涂层可高效吸收和发射红外线,形成均质化温度场,有利于提高产品稳定性;稀土改性保温隔热灌浆料通过自身低导热属性以及在材料内部形成均匀分布微闭气孔,有效阻隔热量传导,两相结合让工业窑炉能源利用率提升超10%,为工业窑炉提供了极具性价比的“稀土+耐材”隔热新材料。
这些技术成果得益于镧铈稀土独特的“超能力”。首先是“热盾牌”效应,通过将镧铈氧化物引入到保温材料中,像给窑炉裹上一层“纳米级隔热毯”减少热量散失。其次是“抗衰老”特性,传统材料在高温下容易开裂、粉化,而镧铈如同给保温层打上了“加固剂”,让窑炉使用寿命延长2至3倍。此外是红外反射“黑科技”,镧铈化合物能屏蔽窑炉内短波辐射穿透,把易于被加热物体吸收热量“弹”回炉内,有助于提高产能、降低能耗。
目前,稀土红外辐射涂层技术已在18座工业窑炉进行应用,成果加速转化中。稀土改性保温隔热灌浆料在国内某大型钢铁企业高温工业窑炉完成20吨级工业化试验,实现废渣废料利用率95%以上,产业应用效果显著,得到冶金、电力、石化等行业领域的认可,为相关企业绿色节能、降本增效提供坚实的技术支撑。