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石油焦罐式煅烧炉用后硅砖的分析及提高炉龄的措施

发布日期： 2019-08-16 09:36:21 阅读量（367）作者：

在进行侵蚀硅砖分析时，本文选择已经使用2年的煅烧炉，将硅砖制成光片，以具体侵蚀情况为依据，分为两层，一为侵蚀层，一为变质层，之后通过模拟侵蚀实验，分析这两层的化学组成、物相组成、显微结构等。

①用后硅砖物相及化学分析：

由XRD图谱可知，在侵蚀层与变质层中，磷石英、钙霞石、钙长石均为其主要的物相，并未明显的形成新的物相。化学分析时，试样除侵蚀层、变质层外，还分析了原硅砖层，分析结果显示，侵蚀层、变质层的Al2O3、CaO、Fe2O3含量均明显的高于原硅砖层，而SiO2则明显低于原硅砖层，剩余其他的化学组成部分3个试样间基本相同，并无明显的差异。此外，原硅砖层中并不合有S，但侵蚀层与变质层中含有少量的S。利用显微镜观察用后硅砖的显微结构，并将观察结果打印成照片，观察照片发现，液相生成出现在转体表面上部分位置，经EDS分析后，SiO2是主要的液相成分，将该区域进一步放大后，白色点状物质清晰可见，再次进行EDS分析，推测白色点状物质可能为FeS，这说明试样内部渗透进了硫元素。另外，变质层明显增多了孔洞，给予其放大处理，发现微小气孔、绒毛状物质大量的存在于基质中。

②不同石油焦温度模拟试验结果：

模拟侵蚀实验进行时，温度分别设置为1200℃、1500℃、1600℃，完成后拍摄表面的照片。结果显示：侵蚀温度为1200℃时，表面颜色发黑，此外，其他变化并不明显;提高到1500℃后，表面凸显出硅石骨料，而且光滑的熔融层包裹在骨料表面;达到1600℃后，表面更加明显的凸显硅石骨料，消除骨料原有的棱角，且更为明显的体现出熔融层。随后，将不同温度下试样质量变化率与直径变化率计算出来，绘制成曲线，发现随着温度的升高，逐渐的明显的减小质量变化率与直径变化率。

③用后硅胶损毁机制分析：

为对用后硅砖损毁机制做出明确，热力学模拟不同温度下侵蚀后的试样物相。热力学模拟过程中，起始原料SiO2 100g、CaF2 0.86g、Fe2O3 0.5g、Al2O3 0.13g、CaO 8.5g，假设石油焦由两部分组成，一部分为硅砖，另一部分为S，两者分别为99%、1%。侵蚀温度越高，会使越多的液相量产生，这些液相可能造成骨料颗粒溶蚀的加剧，导致硅砖寿命降低。

提高石油焦罐式煅烧炉使用寿命的措施

针对上述分析，可从以下几个方面做出改进，以提升罐式煅烧炉的硅胶使用寿命：

①选择优质硅石原料，我国硅石资源十分丰富，其中的石英岩是比较适合的耐火材料，包含两种，一种为结晶硅石，具有较高的纯度、较大的生料致密度与石英结晶颗粒，加热时会以较慢的速度转变;另一种为胶结硅石，相对具有较低的纯度，加热时可较快的转化。因此，可以实际情况适当选择。

②选用特质的复合矿化剂，矿化剂适量加入硅砖生产过程后，可使磷石英与方石英在石英饶燃烧时转化而来，现阶段，石灰与铁磷为主要使用的矿化剂，但石油焦中含有硫，因此，可用MnO2代替部分石灰，提升矿化剂的应用效果。

石油焦罐式煅烧炉使用过程中，硅砖主要的损毁方式为结焦与烧熔，与多种因素密切相关，实际生产时，应针对上述损毁侵蚀机制，选择适当的方法，从而提高石油焦罐式煅烧炉的使用寿命。