气化炉用耐火材料

气化炉是化肥、石化行业等生产用的关键设备其内衬耐火材料的质量直接影响到炉子的操作稳定性和使用寿命。TEXACO水煤浆加压气化是洁净煤气化技术之一，具有高效、低污染、易自动控制等优点，但是其工况条件极为苛刻，要求高温（1250-1550℃），高压（2-8.5MPa），强还原气氛和液态酸性排渣，伴随着固体、液体、气体的高速冲刷，且在开停车时有较大的温度和压力波动等。所有这些都对气化炉用耐火材料提出了严格的要求：

a、必须有高的抗熔渣侵蚀性和渗透性。研究表明Cr2O3与煤熔渣不润湿，具有较大的二面角，可以使熔渣的侵蚀和渗透降至最小；

b、较高的热态强度以抵抗高温下的冲刷磨损。气化炉的操作温度一般比炉渣的熔点高，炉渣为液态溶渣，伴随高速气流沿气化炉壁流下，部分沉积在炉壁上，部分从排渣口排出，液态渣除冲刷炉衬材料外还与炉衬进行反应，侵蚀炉衬，因此，要求炉衬耐火材料必须具有高的抗熔渣冲刷和侵蚀能力；

c、较好的高温体积稳定性能以抵抗温度和压力的波动。高温高压条件下，要求耐火材料具有良好的抗高温蠕变性能，即蠕变变形力，在热应力和机械应力作用下能吸收由此而引起的微裂纹，阻止裂纹的蔓延，使炉衬用耐火材料在长时间使用时不会因材料本身产生塑性变形而表皮破坏。

气化炉一般分为拱顶，筒体及锥底三部分，拱顶为球顶或圆锥顶结构，筒体为圆柱体结构，锥底为圆锥底结构。其用耐火材料由内到外一般为4-6层组成，即向火面砖，背衬砖，隔热砖，耐火纤维等。

材质选取

1）向火面砖（90铬铝锆砖）

由于向火面直接与煤溶渣接触，是气化炉用耐火材料最苛刻的部位，所以向火面砖选用90铬铝锆砖（俗称高铬砖）。铬铝锆砖所用原料为Cr2O3含量大于99%的Cr2O3电熔合成料（体积密度大于5.1g/cm3），同时添加有超细粉，经混碾、成型后在高温梭式窑中烧成。该产品具有体积密度大（大于4.25g/cm3）、气孔率低（小于16%）、常温耐压大（大于120Mpa）、氧化铁和氧化硅等杂质含量少的优点、同时具有很好的热态稳定性能，抗高温蠕变性能等。这些满足了气化炉向火面用耐火材料的要求，所以90铬铝锆砖是目前气化炉向火面耐材的最佳选择。

2）支撑砖（12铬刚玉砖）

支撑砖位于向火面砖背后，对气化炉耐火材料整体起至关重要的力学支撑作用，并且能够经受高温下[wiki]腐蚀[/wiki]性气体的侵蚀。12铬刚玉砖常温强度很高（大于120Mpa），并且高纯刚玉中添加12%以上的氧化铬更增加了该制品抗腐蚀性气体侵蚀性能。

3）隔热砖（氧化铝空心球砖）

隔热砖位于支撑砖之后，对气化炉起保温作用，使热损失降低，使外壁温度保持在设定值，是一种很好的节能材料；氧化铝空心球砖除了导热率低（0.8W/mk/1000℃）外，常温、高温强度是轻质耐材中最好的，并且杂质含量极低，具有很好的抗腐蚀性气体的侵蚀能力和缓冲热应力能力。是目前轻质保温耐火材料中最佳材料。

4）可压缩层

可压缩料具有容重小、导热率低的特点，具有很好的保温绝热性能，同时又具有一定的强度，能够有效缓冲高温下里层耐火材料的径向膨胀，而且施工十分方便。

5）耐火浇注料（铬刚玉浇注料、氧化铝空心球浇注料）

铬刚玉浇注料用于球顶及锥底，浇注料和砖相比具有以下优点：无灰缝，即整体性好。施工方便，特别是复杂结构的施工，方便快捷、省工、省时、省力。浇注料的抗气体侵蚀性强，同时由于体积密度大于2.95g/cm3,使浇注料具有很好的气密性。氧化铝空心球浇注料具有保温节能、施工方便等优点，适合气化炉局部使用。