二代浮法新型节能技术在玻璃熔窑应用实例.pdfVIP

我国是玻璃生产大国，截至2021年9月中旬，我国浮法玻璃熔窑共计305

座，在产265座，日熔化量174925吨，占全世界浮法玻璃在产产能58%；超

白压延玻璃熔窑66座，日熔化量40210吨，占全世界超白压延玻璃在产产能

90%。而玻璃企业是能耗大户，燃料成本占玻璃生产总成本的40%。在3060

碳达峰、碳中和双碳战略“”以及十四五“”能耗总量控制、能耗强度控制双控目“

标”国家政策的高压态势下，玻璃行业迫切需要节能新材料和节能新技术，来进

一步降低燃料消耗并减少污染排放，同时降低运行成本、提高玻璃企业的产品

竞争力。

中建材蚌埠玻璃工业设计研究院（以下简称“中建材蚌埠院”）在熔窑节能领

域做了大量研发工作，并取得了卓有成效的创新成果。其中，玻璃熔窑用红外高

辐射节能涂料（以下简称红外“节能涂料”）与二代新型保温节能技术，作为玻璃

熔窑节能新材料和节能新技术，被评为二代“浮法玻璃技术与装备优秀创新成果”，

成为二代浮法玻璃熔窑标志性节能创新成果和设计标配。

01节能原理

1.1红外高辐射节能涂料的节能原理

随着玻璃生产工艺的改进和节能技术水平的提升，我国普白玻璃单耗大约在

1300～1550Kcal/kg玻璃液，熔窑热吸收效率在42%～50%，平均热效率在46%

[1]

左右。这与国外工业炉的平均热效率均在50%以上存在一定的差距。

那么，如何才能提高窑炉的热效率呢？

众所周知，高温环境下炉膛内部的热量传递以辐射为主，辐射传热所传递的

能量占总能量的80%以上。而一般耐火材料（如优质硅砖）高温下的发射率只有

0.4左右[2]（如图1所示）。因此，提高炉膛内表面的发射率，就可以提高熔窑

的热吸收效率。

图1玻璃熔窑内部耐火材料传热示意图

中建材蚌埠院研发的玻璃熔窑用红外高辐射节能涂料“”，正是这样一种高发

射率的功能性涂料。将它涂覆在玻璃熔窑内表面，可以将高温下（1600℃）熔窑

内表面的发射率从0.4提高到0.9以上。也就是说，可以将窑炉内表面辐射传热

效率提高一倍以上。在同样的加热条件下，极大地提高了加热能力，增强热能的

利用效率，从而达到节能的目的。

玻璃熔窑用红外高辐射节能涂料，除了可以大幅度提高炉膛内表面的发射率

以外，其发射出来的红外光谱与钠钙硅玻璃的吸收波峰相匹配，也是提高热吸收

效率的一个重要原因。

根据电磁波辐射的基本定律可知，不同温度的炉窑辐射的电磁波有其对应的

[3]

光谱分布特征，即有与其对应的波长分布范围和峰值辐射波长。由维恩位移定

律计算得出：

涂覆了红外高辐射节能涂料的高温窑炉，在高温状态下，炉膛内表面辐射波

长范围为0.94~2.37μm，发射峰值波长约1.5μm。而钠钙硅玻璃配合料的吸收

[4]

波峰所对应的波长恰好也在1.5μm处，与红外节能涂料的辐射光谱相匹配。

所以玻璃配合料能够有效吸收红外节能涂料发射的辐射热，从而提高配合料的热

吸收效率，起到节能作用（如图2所示）。

图2喷涂红外节能涂料的玻璃熔窑内部传热示意图

玻璃熔窑用红外高辐射节能涂料，主要喷涂在玻璃熔窑内部的大碹、澄清部

胸墙、山墙与L型吊墙直墙段的优质硅砖表面，即主要涂覆在玻璃熔窑熔化部和

澄清部硅质大碹和墙体的内表面。由于玻璃熔窑用红外高辐射节能涂料主要成分

为二氧化硅，与优质硅砖成分基本一致。因此玻璃窑炉从常温状态下烤窑升温到

正常生产温度（1580℃），在整个升温阶段每一个温度点，涂料与硅砖都能保持

基本一致的体积膨胀。这一点非常重要！是涂层在硅砖表面不发生脱落的最根本

的保证！

因此，玻璃熔窑用红外高辐射节能涂料具有以下几个特