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微波加热在耐火材料与钢铁冶金工业中的应用

日期:2010年12月28日 15:54

  郑州大学高温材料研究所所长叶方保教授


  微波加热做为高效、节能的一项加热新技术,在世界发达国家应用较普遍,我国的工业微波炉是近十年才开始发展,其整体水平远落后于工业发达国家,因此急需加快开发、普及应用的步伐。目前我国能源紧缺日益加剧,耐火材料的生产与应用过程中能耗高、耗时间长、效率低,而工业微波加热具有明显的节能、高效优势,因此在我们这个领域很有必要用新型工业微波加热技术来替代那些能耗高、费工费时的传统加热方式,使我国工业加热技术和设备提高到一个新水平。


  工业微波炉是以微波做为加热能源,由频率为每秒几十亿赫兹的电磁波组成。当加热产品时,产品处在微波电场中,在电场作用下产品中的水分或吸波介质产生每秒几十亿次的剧烈震动、碰撞、摩擦直至回转,产生动能,并在极短的时间内引起产品内部发热,使产品从里到外同时加热,这与传统加热方式正好相反,由此工业微波加热的最大好处是:


  1. 高效迅速:微波在瞬间加热,干燥耐火材料比传统的加热方式可节省2/3的时间;


  2. 节能:加热到相同温度下所需要的加热功率小很多,加之加热时间短,对于某些试样还可以降低烧结温度,因此节能效果显著。


  3. 加热质量好:加热均匀,加热体内温度梯度小,因而开裂、膨胀等现象少;


  4. 环保:无烟气排放,对产品的表面不污染,特别是处理稀土等含有放射性的材料效果更好。


  5. 设备节省空间:因为比传统的加热窑炉体积小的多。


  6. 特别是在当前节能减排的严厉政策控制下,微波技术的工业应用更能获得国家政策及政府财经方面的支持。


  耐火材料是支撑高温工业技术发展的基础材料,也是一个高能耗、高污染的传统产业,我省是耐火材料生产大省,其产量占全国总产量的47%,节能减排是耐火材料行业目前面临的首要任务,关系到企业的生存。在耐火材料生产中,用微波加热替代用燃气、电、煤加热的窑炉,应用很广,如:原料制备方面:铝土矿、矾土均质料的坯体以及合成镁钙砂的坯体干燥;耐火制品方面:各种轻质、重质耐火制品的干燥、滑板加工(钻孔、打磨)后的干燥;树脂结合制品的固化;浇注料预制件(电炉顶、钢包衬、挡渣堰、挡渣球、整体喷枪、预制梁、出铁沟、出钢槽、球团烧结炉衬、碳素焙烧炉衬、玻璃锡槽底大砖机加工后等)的干燥;以及熔铸大砖模版的干燥等。由于耐火材料的结构不均匀,材料的导热小、热传递速度慢、使得加热时间长,特别是对一些大型预制件的干燥更是需要特别谨慎的控制温度和加热速度,稍有不慎就会导致干燥物体的损坏,加之很多干燥窑炉的技术水平不高,加热速度及控温精度很难执行技术规范,从而造成经济损失,用微波加热加热则可以避免这些问题。


  在耐火材料的应用中,用微波加热替代燃气或电加热同样用途很广,这一领域的应用潜力相当大。众所周知,为了生产周转,任何一个钢铁厂都有数十个铁水包、钢包、中间包,它们的衬体材料更换后都需要加热干燥或预热备用,有的即或是已经烘干或预热、但由于使用环节周转不紧凑,加热不敢停而仍然空加热,目前主要是用煤气,加热时间长、能耗高、加热不均匀。这些高温容器因为只有一个开口,微波容易封闭,如果使用微波加热,其节能、提高生产效率、减少容器数量、节省耐火材料等,综合经济效益将十分可观。


  总之,在目前国家严控节能减排的产业政策形势下,微波加热以其节能、高效率、生产环境友好等优势在耐火材料的生产及应用领域推广使用,具有非常好的应用前景,其经济效益和社会效益将十分显著。希望勃达微波设备公司继续加大开发和宣传力度,开发更多的产品,扩大应用范围,为耐火材料工业做出更大的贡献。

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