Il reattore del carbon black è suddiviso in cinque rivestimenti principali: camera di combustione, gola, sezione di reazione, sezione di tempra e sezione di ritenzione.
Il combustibile del reattore di carbon black è per lo più olio pesante e le materie prime utilizzate sono idrocarburi. Durante la produzione di carbon black, l'atmosfera di combustione del combustibile nel reattore è complessa, le materie prime vengono decomposte termicamente, lo spruzzo di raffreddamento del carbon black e gli oggetti prodotti dalla decomposizione termica del combustibile e delle materie prime produrranno varie reazioni fisiche con i mattoni refrattari utilizzati per il rivestimento.
1. Requisiti per la selezione dei mattoni refrattari
La temperatura di esercizio del rivestimento del reattore può raggiungere 1600~1700 gradi e la velocità del flusso di aria calda nella fornace è particolarmente elevata. La temperatura all'estremità della gola è superiore a 1700 gradi e c'è anche un flusso d'aria che pulisce. Alcune aree ad alta temperatura sono addirittura alte fino a 1900 gradi. A volte la fornace viene spenta e vengono sostituiti prodotti diversi per motivi operativi e il vapore acqueo nel flusso d'aria entrerà nel rivestimento della fornace e farà saltare la conduttura dell'olio.
L'atmosfera complessa del rivestimento del reattore causerà l'attacco dei mattoni refrattari del rivestimento da parte dello stress termico e ne causerà lo sfaldamento. Inoltre, la cenere prodotta dopo la pirolisi del combustibile e delle materie prime presenta anche una grande erosione e danni ai mattoni refrattari.
Pertanto, i mattoni refrattari utilizzati per il rivestimento del reattore di carbon black devono avere elevata refrattarietà, buona stabilità agli shock termici, elevata densità di volume e bassa porosità. Devono inoltre essere resistenti alla corrosione ad alta temperatura e alla forte erosione da flusso d'aria.
2. Mattoni refrattari comunemente usati
I mattoni refrattari comunemente utilizzati nel rivestimento del reattore di carbon black si dividono inmattoni di allumina e silice, mattoni di corindone, mattoni di corindone cromato e mattoni refrattari di zirconio. I mattoni di allumina e silice includono mattoni di allumina ad alto tenore, mullite, corindone, ecc.; i mattoni di corindone cromato sono mattoni refrattari compositi contenenti diversi componenti di cromo e sinterizzati ad alta temperatura, e i mattoni di zirconio includono prodotti di corindone cromato e mattoni contenenti ossido di zirconio.
3. Diversi tipi di mattoni refrattari a diverse temperature
Esistono anche rivestimenti di reattori al carbon black che utilizzano mattoni compositi in carburo di silicio per la muratura, mentre le aree a bassa temperatura utilizzeranno mattoni ad alto tenore di allumina o mattoni di argilla per la muratura. Nell'intervallo di temperatura di 1550~1750 gradi, la mullite di corindone è combinata con mattoni refrattari. Nell'area in cui la temperatura della zona di raffreddamento non supera i 1300 gradi, vengono utilizzati mattoni ad alto tenore di allumina con un contenuto di alluminio del 65-70% per la muratura. Nell'area in cui la temperatura è di 1750~1925 gradi, vengono utilizzati mattoni di corindone cromato con resistenza agli shock termici per la muratura.
In breve, in aree di temperatura diverse vengono utilizzati mattoni refrattari realizzati con materiali diversi, in modo che, anche riducendo i costi di produzione, sia possibile soddisfare le esigenze di utilizzo del rivestimento del forno.
