一、技術名稱：耐高溫納微米級高輻射覆層技術

二、所屬領域及適用范圍：鋼鐵行業鋼鐵、冶金企業

三、與該技術相關的能耗及碳排放現狀

鋼鐵工業是我國的能耗大戶，其中高爐和焦爐系統能耗約占全鋼鐵工業總能耗的70%左右。據統計，高爐熱風爐能耗約占煉鐵總能耗的45%，按7億噸鐵產量計算，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的節能減排潛力巨大。目前該技術可實現節能量16萬tce/a，CO2減排約42萬t/a。

四、技術內容

1.技術原理

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，將其涂覆在復雜結構的高爐熱風爐與焦爐的蓄熱體表面及燃燒室內壁，可以提高蓄熱體和燃燒室立火道表面的發射率（從涂覆前的0.7-0.8提高到0.90以上），強化高溫環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.關鍵技術

（1）粉體超細化技術；

（2）表面前處理技術；

（3）高溫膠制備技術。

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，經超細化處理，制成微納米級的高輻射覆層粉體材料。根據配方精確稱量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。高輻射覆層技術在高爐熱風爐上的應用如圖1所示。

圖1 高輻射覆層材料應用示意圖

五、主要技術指標

1.發射率≥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.節約煤氣消耗量3%以上。

六、技術鑒定、獲獎情況及應用現狀

該技術已在覆層結構、材料制備、施工工藝、窯爐節能技術方面獲國家發明專利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在球式熱風爐節能改造中的應用”通過了山東省的省級技術鑒定。2012年12月，“高輻射覆層技術在焦爐上的應用研究”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余家鋼鐵企業的331座高爐熱風爐和焦爐上應用，實現節焦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：高輻射覆層技術在首鋼京唐2#5500m³高爐熱風爐的應用

技術提供單位：山東慧敏科技開發有限公司

建設規模：36.5萬塊格子磚表面涂覆高輻射覆層。建設條件：在高爐熱風爐新建或大修時應用。主要技改內容：2#5500m³高爐的4座熱風爐上部50層格子磚和2座預熱爐上部25層格子磚采用高輻射覆層技術。技改投資額807萬元，建設期1年。年節能量18777tce，年減排量49571tCO2。項目經濟效益1095萬元，投資回收期9個月。

典型案例2

案例名稱：高輻射覆層技術在鞍鋼新5#2580m³高爐熱風爐的應用

技術提供單位：山東慧敏科技開發有限公司

建設規模：17.9萬塊格子磚涂覆高輻射覆層。建設條件：在熱風爐新建或大修時應用。主要技改內容：5#2580m³高爐的3座熱風爐上部50層硅質格子磚采用高輻射覆層技術。技改投資額300萬元，建設期1年。年節能量5855tce，年減排量14210.6 tCO2。年節能經濟效益為835萬元，投資回收期約5個月。

八、推廣前景及節能減排潛力

目前全國有高爐1400余座，熱風爐4000余座，產能7億噸；焦爐約3000座，產能3.8億噸。預計未來5年，該技術在國內推廣比例可達20%，可形成年節能能力65萬tce，年減排潛力143萬tCO2。