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当前一种新型的陶瓷窑炉节能涂料很受应用者的追捧，在全国各地对将近200条窑炉进行技改使用，一致得到厂家的好评。该高温辐射节能材料是由黑体辐射材料与耐高温粘结剂组成，其中过渡族元素氧化物和氧化锆、硅酸盐耐火材料，高温掺杂形成固溶体黑体辐射材料，耐高温粘结剂则使涂料牢固地粘合在基体表面。作为一种物体表面辐射性能的改性材料，具有施工简便、成本低廉的特点和强化辐射传热过程、保护基体材料的优点，因而得到广泛应用，成为改善工业炉炉内辐射传热、参与调整表面辐射性能的一项重要措施。
该高温辐射节能材料是由航空发动机工业衍生出的新型节能产品，利用材料的高吸收、高蓄热、高辐射、髙放热的特点强化辐射换热，提高窑炉效率。该涂料可直接喷涂在各种窑炉耐火材料的表面，如耐火砖、浇注料、保温棉、陶瓷纤维、玻璃纤维、锅炉炉管、格子砖、蓄热体；涂料涂喷在窑炉内表面，形成一层坚硬的陶瓷釉质硬壳，起到保护炉体，延长炉龄、有效反射炉膛内红外热能的作用，它能显著提高炉膛内传热效果，减少黑烟排放，实际生产运用中，在精细管理中燃料消耗能量降低8-25%，涂料长期耐温可达1800度，极限耐温可达2000度。
高温辐射节能材料的节能原理
一般而言，当窑炉温度在900℃以上时，热量传递以辐射为主，辐射传热是对流的15倍，占80%以上。高温辐射能量波长大多数集中在1~5μm波段，比如1000℃和1300℃时分别有76%和85%的辐射能量集中在这一波段内，一般的耐火材料在这一波段的发射率很低，而RLHY-2型黑体辐射节能涂料在1~15um波谱范围内都具有很高的发射率。常温下耐火材料的发射率一般为0.6~0.8，随着炉温的升高，会大幅度下降，高温下只有0.4~0.5，而RLHY-2型黑体辐射节能涂料一直保持0.9以上的发射率。根据基尔霍夫定律，材料的吸收率与发射率相等。当物体表面的发射率提高后，它的吸收热量的能力也相应提高。由于在高温条件下，热量传递以辐射为主。当被加热物体表面涂覆纳微米高辐射涂料后，极大提高了被加热体吸收和发射量的能力，在同样的加热条件下，由于传热能力的提高，大大提高热能的利用效率，从而达到节能的目的，从而减少燃料消耗量，为企业节约资金。
实验效果
1、火焰的温度范围
内层：深蓝色火焰（上图800℃温度范围），因供氧不足，燃烧不完全，温度最低，称焰心；中层（上图1000℃温度范围）：暗红或暗黄色火焰，明亮。温度比内层高，称内焰；外层（上图1200-1400℃温度范围）：橘黄色或乳白色，因供氧充足，燃烧完全，温度最高，有氧化作用，称外焰。焰心、内焰和外焰，火焰的温度由内向外依次增高。焰心：中心的黑暗部分及蓝色部分，由能燃烧而还未燃烧的气体所组成。内焰：包围焰心的最明亮部分，是气体未完全燃烧的部分，含着碳粒子，被烧热发出强光，并有还原作用，也称还原焰。外焰最外层浅黄或透明的区域，叫做反应区，是气体完全燃烧的部分，含着过量而强热的空气，有氧化作用，也称氧化焰。
在当前陶瓷窑炉设计中，窑体内宽达到3.15米。为保证陶瓷窑炉的高效生产，窑炉喷枪采取棍棒上下布局枪支的特性，以保障产品在棍棒中行走过程中的上下受温均匀。窑炉喷枪布局如下图：
同时采用窑炉左右两边错位布局枪支的方式均衡窑炉左右的温差。窑炉内火焰构成如下图：
事实上，当前窑炉喷枪的射程在1800-2000mm之间，由于窑炉运行环境的波动等因素的影响，比如燃料质量、压力等的波动，或者生产中空疏窑、或者动力机械设备的紧急故障等因素，均可造成窑炉左右的温差或者窑炉中部的局部高温或低温，均对产品的烧制造成重大的影响，从而影响了制品的质量稳定性。另外，常规窑炉中的火焰通过观火孔或者窑尾位置观察窑内火药状况，火焰呈暗红色或暗黄色。根据火焰温度范围分类的理论，充分表明燃体在窑炉内的燃烧不完全，造成大量热能的浪费，窑内气流随外部因素的影响变化大，从而影响了陶瓷产品在烧制过程中的产质量的稳定性，增大了操作者的操作难度和对操作者技能要求相对严苛。在最近20多年的陶瓷生产管理实践中，窑炉技师的要求一直是陶瓷生产管理的重中之重。由于对生产稳定性的维护执行，实践中，窑炉技师的付出和艰辛是常人无法理解的。如下图，一般情况下窑炉中常规火焰的呈色。
该图为在窑炉技改前窑炉内顶部的现时状况，在长期高温作用下，窑炉顶部的保温材料产生了一定程度高温氧化的腐蚀和剥落，对窑内的热传递会带来大量的热量损失，形成燃料的大量浪费。
该组数据笔者在广东某陶企内直接截取的动态生产显视频，在2022年初技改前该窑产量32000㎡/日，燃气损耗800×800mm抛釉砖超过1.85立方/平方的气耗。2022年4月通过技改后，到6月中旬的燃气损耗稳定在1.60-1.63之间，日产量达到并超过36000㎡。根据生产现场的观察，该生产中仍然存在不同程度的空疏窑状况，并且存在大量的枪支保养维护不当，窑炉密封状况堪忧等现实情况。如若进一步加强生产现场管理，该窑的能耗至少还能再进一步降低1-3%以上，窑炉产量可同步上升2%左右。经过进一步管理的加强，今年上半年该厂该窑的日产量超过39000㎡，燃气损耗量稳定在1.56-1.58立方气/㎡砖。该厂其他窑炉经过同样方式的节能改造后，750×1500mm规格产品能耗降至1.71立方气/㎡，节能效果显著，也给企业带来新的活力和竞争力。
喷涂高温辐射技能涂料后密封室内的火焰明亮耀眼，充分显示燃烧的充分性。
2）从观火孔观察到的喷涂高温辐射节能涂料后，窑炉火焰的呈色：
喷涂高温辐射节能材料后窑炉焰几乎呈乳白色，在温度波长范围几乎保持在1400度左右。3）经过实验数据，同等条件下，喷涂过高温辐射节能材料后室内温度至少高于未喷涂该材料的温度150℃，根据温度差异在窑炉1200℃高温烧成条件下，至少可节约热能12%。4、辊道窑炉喷涂高温辐射节能材料后，窑炉内的辐射有一个明显的改善。即从任何一个观察空去观察窑内的火焰状况，从视觉上观察到的均是一个整体。乳白色的火光，再也不像以前那样喷枪使用的地方火焰明显，枪与枪的间隔火焰有明显的的分界线，这个状况的改善充分体现了燃烧的充分性及热辐射在窑体内的加强。5、高温辐射节能材料在窑炉中的适用范围及注意事项：1）高温辐射节能材料的喷涂要喷在有明火的地方，即窑内布局喷枪的温度段内；2）喷涂好涂料的地方需升温加强喷涂层与附着物吸附过程，使用前未经升温吸附的涂层表面尽量不要粘附水汽；3）喷涂高温辐射节能材料后窑炉电器频率、窑炉生产工艺等均应作相应的工作调整。该环保型高温辐射节能材料，又名纳微米高辐射涂料。该涂料可广泛运用于陶瓷窑炉内墙和内窑顶喷涂纳微米高辐射涂料升温技术施工。经涂层后的窑炉段可有效地降低生产中造成的窑炉落脏，并切实降低外部环境的变化对窑炉温度造成的变化影响。该环保型高温辐射节能材料，又名纳微米高辐射涂料，由佛山市淘邦陶科技公司研发。
该涂料可广泛运用于陶瓷窑炉内墙和内窑顶喷涂纳微米高辐射涂料升温技术施工，可应用于不直接接触熔体的各种高温工业炉窑,将纳微米高辐射涂料涂于炉衬内壁，提高炉衬的黑度，通过涂层热能吸收和隔热反射，改善炉内热交换、提高炉膛内温度场强及均匀性、使燃料燃烧更加充分，达到增加热效率、减少能耗、节约能源和保护炉衬、延长炉衬使用寿命、环保等目的。经涂层后的窑炉段有效的降低生产中造成的窑炉落脏，并切实降低外部环境的变化对窑炉温度造成的变化影响。实践证明，陶瓷辊道窑喷涂该节能涂料后，窑炉生产最低可节约燃料8%、电能2%，同时窑炉可提产5%以上，窑炉碳排放量远远低于国家环保要求。在当前环保要求严格、陶瓷市场低迷、竞争激烈无序的现实情况下，该窑炉节能涂料的横空出世无疑为陶瓷行业注入了新的兴奋剂。
（淘邦陶工作人员辛苦施工现场）
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