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稀土鎖熱控能材料——工業窯爐的“節能管家”

來源：m.zhcyyj.com | 發布時間：2025年11月06日

在工業生產的高溫場景里，提升能源熱效率始終是道關鍵難題。熱量主要通過對流、輻射、傳導傳遞。隨著溫度的升高，窯爐內的輻射能力急劇增加，高溫窯爐爐膛溫度一般在900℃以上，熱輻射能夠占據熱量傳遞的75%以上，因而是在高溫條件下主要的熱量傳播方式。

發射率是決定輻射傳熱能力的關鍵指標，而一般耐火材料輻射率為0.3-0.6，正是基于此項指標，具有超高發射率的稀土鎖熱控能材料（ε≥0.95）應運而生。材料具備節能率高、使用壽命長的核心優勢，使用該材料的基體與空白基體相比，吸放熱速率提升30%以上；此外材料更打破了傳統材料的局限——即便在中低溫段，也能顯著提升熱輻射傳熱能力，印證了其“鎖熱控能”的硬實力。

一、先懂原理：稀土“鎖熱控能”的科學邏輯

要理解這款材料的強大，首先要回到其核心——利用稀土元素緊密的電子層結構、高電價、可變價、大半徑、極化力大以及定域效應等性質，通過特殊工藝調控，與過渡金屬氧化物形成高發射率（依據基爾霍夫定律發射率與吸放熱能力的關系ε吸=ε發，即：材料的吸放熱能力與材料的發射率緊密相關，材料的發射率越高，其吸放熱能力也越強，蓄熱能力也越強）固溶體，提高晶格畸變程度和晶格振動頻率，促使高溫輻射熱更容易被固相受熱體吸收利用，提高熱效率。

二、聚焦場景：在熱風爐中的應用突破

在高爐冶煉領域，“提升風溫”是強化冶煉效率、降低固體燃料消耗的核心關鍵。傳統風溫提升方案，如混燒高熱值煤氣、擴大格子磚換熱面積或更換蓄熱體材質，不僅成本高昂，還易受設備原有結構限制，難以實現高效突破。安德稀耐研發的稀土鎖熱控能材料，創新提出“不改動原有設備”的解決方案，通過在格子磚表面覆涂高輻射涂層的技術路徑，實現熱風爐節能突破，具體應用場景如下：

1.格子磚表層賦能：無需改變爐內格子磚的材質、質量與表面積，僅在其表層覆涂材料。此舉可顯著加快格子磚燃燒期的吸熱速度、提升吸熱量，同時加速送風期的放熱效率與放熱量，直接強化熱風爐蓄熱能力，減少煤氣消耗。

2.大墻蓄熱強化：在熱風爐大墻噴涂AdReJ-101型鎖熱控能材料，讓原本不具備蓄熱功能的大墻也成為“蓄熱體”，進一步提升爐內熱量利用率，挖掘潛在節能空間。

三、落地實效：從數據到場景的“節能證明”

這款成熟產品的價值，已被全國10余家企業的應用數據印證，在西林建龍、磐石建龍、安陽鋼鐵等多家企業的熱風爐應用，綜合節能率均在10%以上。目前，撫順建龍、邯寶鋼鐵等多座熱風爐正在實施中。以580m3高爐的熱風爐為例，該高爐熱風爐使用了稀土鎖熱控能材料，年度可降低標煤4200t（按年產鐵水63萬噸測算）噸鐵降低工序能耗6.8kgce/t；若節約煤氣全部用于燃氣發電，年度可創造效益750萬元，折合到噸鐵約降低成本12元/t；由于煤氣消耗量降低，廢氣排放量也隨之降低，具有較大的社會效益；同時稀土輻射材料燒結后與基體形成釉面陶瓷聚合體，有效保護基體，延長耐材使用壽命。除顯性效益外，由于熱風爐送風周期的增長，減少換爐頻次，間接對高爐順行、爐型穩定提供了基礎保障。

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