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氯化炉耐火材料的选用优化建议

添加时间:2020年4月16日  浏览次数:

从前面的分析可知,氯化炉炉衬材料的损毁速度主要受AL2O3一SiO2材料中碳热还原速度的控制 。其损毁过程为:

(1)在砖内部,外部的CO气体通过材料的孔隙向材料内部扩散,与SiO2发生碳热还原反应生成SiO和CO2气体向外部扩散,到达砖表面时,SiO气体与表面的C和CL2反应生成SiGL4气体,SiGL4气体向炉内扩散。而CO气体与SiO2的碳热还原反应导致材料结构松散,进一步形成外部CO向砖内部渗透的通道,如此反复,直到砖内部CO压力小到无法与SiO2发生碳热还原反应或达不到反应温度为止。

(2)在砖的表面,SiO2直接与C发生碳热还原反应生成SiO和CO,生成的SiO又与C和CL2,反应生成SiGL4,直接向炉内扩散。

(3)外部夹杂着 TiO2。微细颗粒的SiCL4气体通过SiO2碳热还原反应形成的通道,则不断 向砖内部渗透,形成AL2O3一SiO2一TiO2 液相 (TiCL4对此相图的影响无资料报道),从而加速材料的结构解体,导致耐磨性能急剧下降。

(4)无论在砖内部或表面,莫来石颗粒基本均保持了其原颗粒形貌,再次证明了其损毁速度是由碳热还原速度控制的,与氯化反应速度无关(虽然从热力学上莫来石最容易发生氯化反应 )。

氯化炉

二: 氯化炉炉衬材料的选用优化建议

(1)炉衬材料选用氧化铝含量较高的AL2O3一SiO2,系砖是十分必要的。

(2)炉衬材料选用高纯的电熔莫来石和电熔刚玉为主要原料将可以有效提高其寿命,并可以在更大范围内容忍操作工艺上的波动。

(3)在保证砖热震性能的基础上,降低砖的气孔率和提高热态强度 (耐磨性能)十分关键。

(4)选择合理的制砖级配和结合剂是保证刚玉一莫来石砖在氯化炉上长时间使用的核心。

三:结构优化设计

依据不同部位的损毁情况进行改造。改造后的炉体结构为:用耐磨性更强的电熔莫来石、电熔刚玉砌筑于进料口位置。而在其他的部位第一层采用氧化铝含量稍低的高铝砖,第二层则和第三层采用氧化铝含量更低的高铝砖或粘土砖。这样的结构即可以增强炉体的强度,又提高了炉体的气密性,防止氯气从砌缝中泄漏,同时也降低使用成本。其维护保养也简单,每次维护只需要对损坏部分进行替换即可,每次维护后大约可连续使用一年左右,并且每次的维护时间大约一周,有效的提高的生产效率。上述结构的改造,是结合炉衬损坏机理及氯化 冶金工况进行理论上的优化设计,还需要在实践过程中不断地改进,在使用寿命和成本上综合考虑。 

关键词:氯化炉      
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