坩埚炉 - 用emisshield涂层提高效率

不断增加的燃料成本又增加了坩埚炉运营商的运营成本。除了高燃料成本外，坩埚维护和更换费用还有助于支出，降低盈利能力。因此，减少燃料成本以及坩埚维护和更换成本的高辐射率涂层的Emisshield系列是坩埚炉运算符的理想解决方案。

emisshield.

Emisshield高发射率涂料由WESSEX，Inc。制造的Emisshield技术由NASA开发和专利用于太空车辆（图1）。将这项技术与其自己的专利粘合剂系统相结合，Wessex为工业应用制造了高发射率涂料。Emisshield涂层粘附着致密的耐火材料，耐火陶瓷纤维，绝缘防火砖和许多金属。涂抹坩埚与emisshield甚至加热，更长的坩埚寿命，节省耗尽和提高生产率。

图1。x 33轨道飞行器

涂料坩埚炉耐火材料

通常，在坩埚炉中使用的密集耐火材料（图2）减少了热量损失，而且也充当散热器，并在炉操作期间导致有价值的能量损失。

图2。坩埚炉

使用高发射率EMISSHIELD涂层(图3)，从热炉气体和燃烧器辐射出的热能被涂层吸收，并重新辐射回坩埚，坩埚较冷。坩埚吸收这种再辐射的热量，并将其传导到放置在其中的负载上。因此，耐火衬里的温度较低，所含热能较少。

图3。在耐火材料的热面上涂有EMISSHIELD涂层的坩埚炉。

如果是_C是Emisshield涂层的温度和t_L.坩埚及其内容物，然后通过等式给出通过从涂层再辐射传递的热量：

Q = E._W.ó（T._C ^4.- t_L. ^4.）

其中Q =通过炉负载吸收的重新辐射热量
E._W.=涂层的发射率和
ó = Stefan-Boltzmann常数

随着温度升高到第四个动力，显然，当涂层和负载之间的温差最大时，涂层将吸收和重新辐射最大热能。必须注意，仅当涂层表面的温度大于炉负载的温度时，emisshield才能有效。

通过与EMISSHIELD涂层坩埚的外观,可以使坩埚吸收更多的辐射能(图4),涂层吸收大部分热能辐射涂层的耐火材料,但没有冷的身体,这种能量可以被转移涂层坩埚。因此，被涂覆的坩埚吸收的额外热能将被坩埚和涂覆的坩埚传导到放置在坩埚中的炉膛负荷。

图4。坩埚外部涂有EMISSHIELD

涂层金属坩埚

在没有任何涂层的情况下，由坩埚壁传导的热能量取决于坩埚合金的导热率（图5）。传递的热通量的大小由坩埚的热面温度与冷面和负载的温度之间的差异决定。

图5。在未涂覆的坩埚中热通量和热传递。

在坩埚炉中，氧化通常可能导致在坩埚的热面上形成绝缘尺度。这些鳞片可降低坩埚吸收热能并将其转移到负载的能力。缩小的拆除对于炉子的有效操作至关重要。但是，重复删除导致相当大的维护费用和生产损失。此外，它还导致坩埚的渐进磨损，缩短其使用寿命。

当Emisshield M系列涂层以高于1500°F时，它们形成陶瓷釉料，从针孔免于保护坩埚免受氧化的不良反应。这些涂层增加了在热面上吸收的热能量，从而增加了热通量以及转移到坩埚内容物的热能量（图6）。当陶瓷和耐火坩埚中使用Emisshield ST系列涂层时，可以实现类似的益处。

图6。在坩埚中的热通量和热转印涂有emisshield

Emisshield在坩埚炉中使用

使用EMISSHIELD所获得的效益很大程度上取决于坩埚炉的设计和操作参数。辐射率(E_W.）在炉子的标准操作温度下，未涂布的耐火材料在0.3和0.5之间。将Emisshield施加到耐火材料上将耐火的发射率增加到近0.9。利用涂层吸收和重新辐射的近90％的热能，传感到负载和被其吸收的辐射热量主要由坩埚的发射率确定。

从辐射传热的等式中，可以容易地看出，通过增加发射率（例如，通过炉负荷吸收的热（Q）可以显着增加（E._W.）耐火材料。这意味着在将乳渣施加到耐火材料之后，坩埚将达到更高的温度，具有相同的燃料使用，从而导致生产率提高。如果不需要较高的坩埚温度，则通过关闭燃烧器可以降低温度，以便在没有涂层时达到更早获得的相同的热能。这允许通过低燃料消耗来实现非常高的生产水平。

如所描述的，通过将设计用于金属的乳头壳涂层，可以增强熔炉效率。除了进一步减少燃料的使用外，施加在坩埚上的Emisshield涂层缩短了循环时间。

Emisshield在坩埚炉中使用的预期效益

坩埚炉耐火材料上的Emisshield涂层吸收热炉气体和燃烧器火焰的热量，与未涂覆的耐火材料相比。将涂层吸收的热量被重新辐射到坩埚中，使得坩埚中可用的热能更多。烟气温度升高，导致节能显着。

当坩埚炉以批量模式运行时，耐火材料的吸收热能减少允许更快的加热以及冷却。在连续操作时，坩埚的内容由于Emisshield使用而达到更快的工作温度。炉子的恢复时间可以预期更短。炉停机时间和循环时间也可以降低。

由于耐火衬里吸收和储存的热量较少，耐火材料的温度相对较低。亚博网站下载因此，它们受到较少的热诱导应力和热冲击。因此，可以预期更长的耐火寿命。

除了耐火材料外，乳渣应用于坩埚，可以预期更多的生产率和燃料。此外，可以获得包括与坩埚采购和维护相关的非运营成本节省。

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