工业炉是高能耗装备，其年总耗能约占全国总能耗的30%以上，因此工业炉节能尤显重要。工业窑炉内热量主要通过对流、辐射、传导传递。由史蒂芬－波尔兹曼定律得到黑体的辐射能力与绝对温度的四次方成正比。随着温度的升高，窑炉内的辐射能力急剧增加，因而辐射传热是在高温条件下主要的传热方式。一般而言，当炉膛温度在600 ℃以上时，热量传递将以辐射传热为主，热辐射能够占据热量传递的75%以上。热量辐射到达炉壁表面后，有炉壁的辐射、反射和热传导三种方式，而炉壁反射的热量会被烟气吸收并排出炉外，降低了热效率。随着炉壁表面发射率的增加，红外辐射占比越来越高，反射能量越来越少。显然提高炉壁的发射率可以显著减少由于热传导和能量反射所损失掉的能量。

包头市安德窑炉科技有限公司与天津稀土研究院联合开发的稀土功能材料在提升炉壁辐射率，降低燃料消耗技术上效果显著。稀土功能节能涂层是一种新型稀土节能涂层产品（性能参数如表1所示），在隧道窑、辊道窑、热风炉、轧钢加热炉、锅炉等各种工业窑炉新建或大修时，将稀土隔热辐射节能涂层喷涂（浸渍）在工作面耐材上，具有较好的节能效果。

表1 稀土功能节能涂层

稀土红外辐射涂层的节能机理：在工作表面喷涂一层稀土红外辐射涂层，增加受热面表面黑度，提高红外波段的发射率，加快红外线吸收、辐射速度，强化炉内辐射传热，提高炉温均匀性和热能使用效率，获得良好的节能效果。涂层与基材之间经过高温烧结会产生釉质层，不仅能达到节能和提高热效率的目的，而且能够改善蓄热体荷软、蠕变、抗侵蚀冲刷等物理性能，延缓耐材渣化，延长使用寿命。

安德窑炉研发的稀土功能材料具有耐磨性强、高辐射率、耐高温、洁净环保、耐酸碱侵蚀、使用寿命长等特性，现已在钢铁企行业的高炉热风炉、稀土行业的辊道窑及隧道窑等高温窑炉使用。在西林某钢铁企业使用后热风炉单次烧炉煤气降低约5 000 m³，送风温度升高4.3 ℃，送风时间延长6 min，综合节能达13%以上。在包头某稀土企业辊道窑使用后每班次的产能较实施前增加160 kg，增产率7.6%，吨稀土产品电力消耗较改造前降低19.3%。

在"碳达峰""碳中和"的政策激励和能源价格上涨的市场驱动下，钢铁、水泥、玻璃、陶瓷等高能耗企业现有高温窑炉改造和即将建设的节能型高温窑炉使用稀土功能材料将是节能减碳、降本增效的绝佳选择。