氣化爐向火面耐火磚層作為耐高溫、耐侵蝕和耐沖刷的消耗層,一般選用高純氧化鉻材料,一般稱之為鉻鋁鋯磚或高鉻磚,要求該部分耐材具有優(yōu)良的耐高溫性、較高的抗蠕變強度、熱震穩(wěn)定性及良好的高溫化學(xué)穩(wěn)定性。在使用過程中,氣化爐用高鉻磚的損毀因素主要有:
(1)化學(xué)侵蝕
高鉻磚在使用過程中主要受到熔渣的侵蝕,其次是爐內(nèi)強還原性氣體的侵蝕。熔渣對高鉻磚的侵蝕包含高鉻磚中ZrO2、Al2O3等溶解進入渣中,另外,渣中SiO2、CaO向磚中強滲透并和耐火材料組分反應(yīng)形成較厚的變質(zhì)層;CO、H2強還原性氣體對高鉻磚的侵蝕主要是氣體與磚中雜質(zhì),如SiO2、含鐵氧化物反應(yīng)生成氣體溢出或在鐵類氧化物作用下與CO反應(yīng)生成C在磚中沉積,致使高鉻磚鼓脹開裂。
(2)機械磨損
機械磨損主要來自高速氣體及攜帶的熔渣對氣化爐用高鉻磚的沖刷。該沖刷的后果是一方面加速了熔渣與高鉻磚的化學(xué)反應(yīng),另外會將低熔點反應(yīng)產(chǎn)物從磚表面帶走,再者就是加速了磚體變質(zhì)層、裂紋部位的剝落進程。
(3)操作條件
氣化爐的操作工藝問題也是造成高鉻磚損毀的關(guān)鍵性因素。
a)操作溫度:實踐證明,氣化爐操作溫度每升高100℃,耐火磚的蝕損率可能將增長近3-4倍。
b)煤種:煤種的灰熔點高低決定了氣化爐的操作溫度。如果原料煤灰熔點過低,生產(chǎn)條件下煤灰的黏度很小,會加劇熔渣對熱面磚的侵蝕和滲透;灰熔點過高的煤種,往往會在配制水煤漿時,引入一定量添加劑,如CaO、Fe2O3等來降低其熔融流動溫度至最佳值,但隨著CaO及Fe2O3加入量的增加,對高鉻磚的侵蝕也加劇。
c)生產(chǎn)負(fù)荷和開停車次數(shù):據(jù)統(tǒng)計,生產(chǎn)負(fù)荷每增加30%,熱面磚的使用壽命約降低33%;通常每開停爐一次,熱面磚蝕損5-20mm,尤其當(dāng)渣中CaO含量高時該現(xiàn)象尤為明顯。
d)燒嘴:實驗研究及實際的現(xiàn)場操作表明:正常的燒嘴噴射角應(yīng)在35°左右,如果角度過大,在上部會造成較嚴(yán)重的沖刷剝落;若噴射角度過小,則不能完全氣化,導(dǎo)致氣化效率降低。燒嘴安裝如出現(xiàn)偏移,會造成爐襯的局部蝕損加重。