Lo strato di mattoni refrattari sulla superficie rivolta al fuoco del gassificatore è uno strato consumabile resistente alle alte temperature, alla corrosione e all'erosione. Vengono generalmente selezionati materiali di ossido di cromo di elevata purezza, generalmente chiamati mattoni di cromo-alluminio-zirconio o mattoni ad alto contenuto di cromo. Questa parte del materiale refrattario deve avere un'eccellente resistenza alle alte temperature, un'elevata resistenza allo scorrimento viscoso, stabilità allo shock termico e una buona stabilità chimica alle alte temperature. Durante l'uso, i fattori di danno dimattoni cromati altiper i gassificatori sono principalmente:
1. Erosione chimica
I mattoni ad alto contenuto di cromo vengono principalmente erosi dalle scorie durante l'uso, seguite dall'erosione da parte dei gas fortemente riducenti nel forno. L'erosione dei mattoni ad alto contenuto di cromo da parte delle scorie comprende la dissoluzione di ZrO2, Al2O3 e altre sostanze presenti nei mattoni ad alto contenuto di cromo nelle scorie. Inoltre, SiO2 e CaO presenti nelle scorie penetrano fortemente nei mattoni e reagiscono con i componenti refrattari per formare uno strato metamorfico più spesso. L'erosione dei mattoni ad alto contenuto di cromo da parte di gas fortemente riducenti come CO e H2 è causata principalmente dal gas e dalle impurità presenti nei mattoni, come SiO2 e ossidi contenenti ferro, che reagiscono per generare traboccamento di gas o reagiscono con CO sotto l'azione di ossidi di ferro per generare C depositato nei mattoni, provocando il rigonfiamento e la rottura dei mattoni ad alto contenuto di cromo.
2. Usura meccanica
L'usura meccanica deriva principalmente dal lavaggio dei mattoni ad alto contenuto di cromo per i forni di gassificazione da parte del gas ad alta velocità e dalle scorie trasportate. La conseguenza di questa purga è che da un lato accelera la reazione chimica tra scorie e mattoni ad alto contenuto di cromo, dall'altro rimuove i prodotti di reazione a basso punto di fusione dalla superficie dei mattoni e accelera ulteriormente il processo di distacco dello strato metamorfico del mattone e delle parti fessurate.
3. Condizioni operative
Anche il processo operativo del gassificatore è un fattore chiave nel danneggiamento dei mattoni ad alto contenuto di cromo.
a) Temperatura operativa: la pratica ha dimostrato che per ogni aumento di 100 gradi della temperatura operativa del gassificatore, il tasso di erosione dei mattoni refrattari può aumentare di quasi 3-4 volte.
b) Tipo di carbone: Il punto di fusione delle ceneri del tipo di carbone determina la temperatura di funzionamento del gassificatore. Se il punto di fusione delle ceneri di carbone della materia prima è troppo basso, la viscosità delle ceneri di carbone è molto piccola in condizioni di produzione, il che aggraverà l'erosione e la penetrazione delle scorie nei mattoni a faccia calda; per i tipi di carbone con punti di fusione delle ceneri troppo elevati, una certa quantità di additivi come CaO, Fe2O3, ecc. viene spesso introdotta durante la preparazione dell'impasto liquido acqua-carbone per ridurre la temperatura del flusso di fusione al valore ottimale, ma con l'aumento della quantità di CaO e Fe2O3 aggiunti, viene aggravata anche l'erosione dei mattoni ad alto contenuto di cromo.
c) Carico di produzione e tempi di avvio/arresto: secondo le statistiche, per ogni aumento del 30% del carico di produzione, la durata dei mattoni a faccia calda si riduce di circa il 33%; solitamente, per ogni start-stop, i mattoni a faccia calda vengono erosi di 5-20mm, soprattutto quando il contenuto di CaO nelle scorie è elevato. Questo fenomeno è particolarmente evidente.
d) Bruciatore: la ricerca sperimentale e l'effettivo funzionamento sul campo mostrano che il normale angolo di spruzzo del bruciatore dovrebbe essere di circa 35 gradi. Se l'angolo è troppo grande, causerà gravi abrasioni e spellature nella parte superiore; se l'angolo di spruzzo è troppo piccolo, non può essere completamente gassificato, con conseguente riduzione dell'efficienza di gassificazione. Se il bruciatore viene installato sfalsato, ciò causerà l'erosione locale del rivestimento del forno.
