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氧化鋁空心球磚
氣化爐用耐火材料
氣化爐內(nèi)襯耐火材料共分三層，從里到外依次為鉻鉛鋯質(zhì)耐火材料、鉻剛玉質(zhì)耐火材料、氧化鋁空心球質(zhì)耐火材料(圖1所示)。其中向火面鉻鋁鋯質(zhì)耐火磚是保證氣化爐正常運(yùn)行的關(guān)鍵部分。爐內(nèi)耐火材料結(jié)構(gòu)從上到下依次為拱頂、筒體、錐底三部分。為了便于耐火磚的局部更換，拱頂、筒體、錐底都設(shè)計(jì)成可獨(dú)立更換。
1 向火面耐火磚
由于向火而直接與煤溶渣接觸，是氣化爐中耐火材料使/I]條件苛刻的部位，所以向火而磚選用90鉻鋁鋯磚(髙鉻磚)。鉻鋁鋯磚所用原料為Cr203含量大于99[wiki]%[/wiki]的Cr203電熔合成料(體積密度大于5.1g/cm3)，同時(shí)添加有超細(xì)粉，經(jīng)混碾、成型后在高溫梭式窯中燒成。該產(chǎn)品具有體積密度大(大于4.25g/cm3)、氣孔率低(小于16%)、常溫耐壓大(大于120Mpa)、氧化鐵和氧化硅等雜質(zhì)含量少的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具有很好的熱態(tài)穩(wěn)定性能、抗髙溫蠕變性能等。這些滿足了氣化爐向火面用耐火材料的要求，所以90鉻鋁鋯磚是目前氣化爐向火面耐火材料的佳選擇。
2 背襯磚
背襯磚位于向火面磚背后，對(duì)氣化爐耐火材料整體起著重要的力學(xué)支撐作用，并且能夠經(jīng)受髙溫下腐蝕性氣體的侵蝕。12鉻剛玉磚常溫強(qiáng)度很高(大于120Mpa),并且高純剛玉中添加12%以上的氧化鉻更增加了該制品抗腐蝕性氣體侵蝕的性能。
3 保溫磚
保溫隔熱磚位于背襯磚之后，對(duì)氣化爐起保溫作用，使熱損失降低，使外壁溫度保持在設(shè)定值，是一種很好的節(jié)能材料;氧化鋁空心球磚除了導(dǎo)熱率低(0.8W/mk/1000°C)外，常溫、高溫強(qiáng)度是輕質(zhì)耐火材料中好的，并且雜質(zhì)含量極低，具有很好的抗腐蝕性氣體的侵蝕能力和緩沖熱應(yīng)力能力，是目前輕質(zhì)保溫耐火材料中性能佳的材料。
4 其他輔助材料
A可壓縮層
可壓縮料具有容重小、導(dǎo)熱率低的特點(diǎn)，具有很好的保溫絕熱性能，同時(shí)又具有一定的強(qiáng)度，能夠有效緩沖髙溫下里層耐火材料的徑向膨脹，而且施工十分方便。
B耐火澆注料
(鉻剛玉澆注料、氧化鋁空心球澆注料)。鉻剛玉澆注料用于拱頂及錐底，澆注料和磚相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：無(wú)灰縫，即整體性好;施工方便，特別是復(fù)雜結(jié)構(gòu)的施工，方便快捷、省工、省時(shí)、省力。澆注料的抗氣體侵蝕性強(qiáng)，同時(shí)由于體積密度大于2.95Mg/cm3,使?jié)沧⒘暇哂泻芎玫臍饷苄浴Ｑ趸X空心球澆注料具有保溫節(jié)能、施工方便等優(yōu)點(diǎn)，適合氣化爐局部使用。
氣化爐耐火磚內(nèi)襯、輕質(zhì)耐火磚及砌筑方法
為了保護(hù)氣化爐殼體以及在爐內(nèi)形成高溫反應(yīng)空間，在氣化爐殼體內(nèi)分層砌筑耐火磚內(nèi)襯及輕質(zhì)耐火磚，以減少爐子散熱損失，提高熱效率。
氣化爐的使用壽命，在很大程度上取決于耐火磚內(nèi)襯的使用壽命，對(duì)耐火磚內(nèi)襯，除了應(yīng)從成型加工、化學(xué)組成，燒結(jié)方法及溫度等方面加以保證外，在操作上河南耐火材料廠建議還做到以下幾點(diǎn)：
1．升降爐溫力求乎穩(wěn)，切忌陡升陡降。因?yàn)槟突鸫u內(nèi)襯在加熱和冷卻過(guò)程中，熱量的傳導(dǎo)和磚塊各部分溫度的均衡需要一定過(guò)程和時(shí)間，如果這個(gè)過(guò)程時(shí)間太短，要然造成磚塊各部分溫差較大，收縮不均勻，乃至出現(xiàn)安全隱患。
2．升降爐壓亦力求平穩(wěn)，切忌陡升陡降。因?yàn)槟突鸫u內(nèi)襯不能承擔(dān)氣化爐內(nèi)的壓力，只能靠鋼制爐殼承擔(dān)。在升、降壓過(guò)程中，由于氣體壓力由反應(yīng)空間向爐殼的傳遞(升壓)和由爐殼向氣化反應(yīng)空間的傳遞(降壓)也要有一個(gè)過(guò)程。因此，要保證爐壓的穩(wěn)定，防止耐火磚內(nèi)襯承受較大的壓力而崩裂。
由于操作不當(dāng)或儀表控制失靈，有時(shí)偶而發(fā)生將水煤氣洗滌水倒流入氣化爐內(nèi)。這種事故會(huì)使耐火磚內(nèi)襯粉碎，被迫更換。
氣化爐火焰中心高溫度可達(dá)1700℃以上，因此內(nèi)層耐火磚內(nèi)襯的耐火度(襯里開(kāi)始熔化的溫度)不應(yīng)低于1790℃。同時(shí)要求耐火磚內(nèi)襯耐“急冷急熱”次數(shù)高和耐熔渣的侵蝕性強(qiáng)。生產(chǎn)實(shí)踐表明，采用剛玉磚比較合適。剛玉磚的主要組分為Al2O3，其含量在95％以上，好的剛玉磚Al2O3含量達(dá)99％以上，接近純Al2O3。這種剛玉磚通常是用電熔方法制得的，其耐火度和荷重軟化點(diǎn)均較一般剛玉磚高。
關(guān)于耐火磚內(nèi)襯和保溫磚的砌筑，總的原則是在氣化爐爐膛中心靠近高溫火焰處砌筑耐火度高的剛玉磚，逐步與爐壁接近的各磚層，其溫度逐步下降，對(duì)耐火度要求降低，而對(duì)保溫性能的要求很高，因而逐層分別采用高鋁磚、粘土磚、輕質(zhì)粘土磚、輕質(zhì)硅藻土磚、石棉板等。
氣化爐耐火磚內(nèi)襯(剛玉磚)有兩種砌筑方法：一為豎砌(或稱立砌)，一為橫砌(或稱平砌)。
豎砌法可以減少次筑爐剛玉磚用量；而且，磚層薄，溫差小，因而由于應(yīng)力不均引起碎裂的現(xiàn)象少。檢修時(shí)，只需要換里面一層即可。但是，由于剛玉磚磚層薄，平均溫度高，長(zhǎng)期處在高溫下，重?zé)湛s程度大，與靠近它的里層磚之間容易產(chǎn)生縱向位移，卡斷熱電偶套管，嚴(yán)重時(shí)造成整個(gè)磚層熔塌。這種方法雖次用耐火磚量少，但容易產(chǎn)生上述收縮、位移情況，致使耐火磚的更換次數(shù)增加，總的用量不一定少。
橫砌法次筑爐用剛玉磚量較多。但是，由于磚層厚，磚平均溫度低重?zé)湛s現(xiàn)象較輕，對(duì)每塊耐火磚而言，它的溫度分布在靠近火焰端較高，而靠近爐壁的一端則溫度較低，耐壓強(qiáng)度好，燒縮程度小，下沉不明顯，因而整個(gè)剛玉磚層的穩(wěn)定性好，避免或者減弱磚層縱向位移現(xiàn)象。這種砌筑方法盡管次用耐火磚量較大，但由于使用壽命較長(zhǎng)，按時(shí)間累計(jì)的消耗量不一定增加，建議采用橫砌法。
由于剛玉磚價(jià)格昂貴，為節(jié)約剛玉磚的使用，根據(jù)氣化爐上、中、下三段溫度分布不同，可以采用不同材料的耐火磚內(nèi)襯。一般氣化爐上、中部火焰溫度高，耐火磚內(nèi)襯熔塌次數(shù)多，仍堅(jiān)持用質(zhì)量好的剛玉磚。氣化爐下部，由于氣體溫度較低，可以改用耐火度較低高鋁磚。保證氣化爐的使用壽命。
氣化爐外壁表面溫度通常取為80—150℃，但從減少散熱損失出發(fā)，應(yīng)取下限值較好，因此要求使用保溫性能較好的絕熱材料或者適當(dāng)?shù)丶哟蟊貙拥暮穸取＿@樣做，雖然材料耗用較多，一次投資費(fèi)用高，但由于爐子散熱損失減少，油耗和氣耗均可降低，此外，因爐子本身熱容量大(即熱惰性大)散熱少，可以避免爐溫波動(dòng)，相比之下，操作靈活方便，其運(yùn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比散熱損失大的爐子好。計(jì)算表明，運(yùn)行費(fèi)用的節(jié)省超過(guò)了材料費(fèi)用的增加。
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