豎罐式石油焦煅燒爐熱利用率高，煅燒質(zhì)量均勻,、穩(wěn)定,，且炭質(zhì)燒損低，在石油焦煅燒行業(yè)得到廣泛應(yīng)用,。豎罐式石油焦煅燒爐普遍采用硅磚作為內(nèi)襯耐火材料,，其正常使用壽命一般在6～8 a。但是為了有效地脫除影響石油焦質(zhì)量的主要雜質(zhì)成分之一的硫,，煅燒需穩(wěn)定提高至1500 ℃以上,，這使得豎罐式石油焦煅燒爐硅磚內(nèi)襯的壽命迅速降至2～3 a。通過(guò)提高煅燒溫度的方法將高硫焦煅燒成低硫焦（S含量＜1.5%）用于生產(chǎn),，但同時(shí)煅燒低硫焦的硅磚耐火材料已經(jīng)不適應(yīng)煅燒高硫石油焦的要求,，在酸性和中性耐火產(chǎn)品中選擇9種材質(zhì)產(chǎn)品進(jìn)行抗高硫石油焦侵蝕性能試驗(yàn)。通過(guò)樣品在高溫下埋高硫石油焦燒成后產(chǎn)品性能與原始性能的對(duì)比分析,，分析出不同產(chǎn)品侵蝕前后強(qiáng)度的變化,、荷重軟化溫度的變化及化學(xué)組分的變化。分析產(chǎn)生變化的原因,，找到能有效抵抗高硫石油焦侵蝕的最佳途徑及產(chǎn)品材質(zhì),。
一：試驗(yàn)結(jié)果討論
選擇1# 純剛玉磚、2#剛玉磚、3# 剛玉莫來(lái)石,、4#白尖晶石磚,、5#黑尖晶石磚、6#高溫?zé)Y(jié)鋁硅磚,、7#莫來(lái)石磚,、8#紅柱石磚、9#鋯莫來(lái)石磚進(jìn)行抗高硫石油焦侵蝕試驗(yàn),。石油焦選由中碳能源（山東）有限公司提供的高硫石油焦,，S含量為6.9％。
從試驗(yàn)的總體情況來(lái)看,，試樣燒制完成后,，在排氣孔附近出現(xiàn)了很多白色的絮狀物質(zhì)，該物質(zhì)應(yīng)該是從樣品內(nèi)部揮發(fā)出來(lái)的反應(yīng)生成物,。對(duì)白色絮狀物進(jìn)行化學(xué)分析,，結(jié)果見(jiàn)表1，從表1中數(shù)據(jù)得知,，白色絮狀主要是SiO2,。
從外觀(guān)看，4#,、5#產(chǎn)品的外觀(guān)均發(fā)生了反應(yīng),，且生成物較堅(jiān)硬，2#,、3#,、7#、8#,、9#產(chǎn)品的外表面均出現(xiàn)了一層薄薄的白色變質(zhì)層,，且白色變質(zhì)層的強(qiáng)度較低，用手指甲刮蹭即可使白色粉末滑落,，同時(shí)因產(chǎn)品性質(zhì)不同產(chǎn)生的白色變質(zhì)層的厚度不同,。1#、6#產(chǎn)品未產(chǎn)生明顯的變質(zhì)層,。
采用硅磚時(shí)發(fā)現(xiàn)表面凝結(jié)了很厚的一層黃色物質(zhì),，且硅磚侵蝕嚴(yán)重，存在很明顯的脫落物,，硅磚抗侵蝕前厚度為65.70 mm，侵蝕后厚度為61.88 mm,，整體侵蝕率為5.8％,。8#磚出現(xiàn)了很明顯的變質(zhì)層，變質(zhì)層厚度為2.5 mm。 對(duì)8#變質(zhì)層的物質(zhì)清理下來(lái)一部分用于分析,，分析結(jié)果顯示如表3 所示,。從檢測(cè)結(jié)果可以看出白色變質(zhì)層中的AI2O3含量增加29.7％，SiO2含量減少29.84％
從多次試驗(yàn)分析看,，產(chǎn)品中的SiO2發(fā)生了遷移現(xiàn)象,，從磚的表面揮發(fā)了出來(lái)，在蓋板處又重新凝結(jié),。這是因?yàn)�,，高硫石油焦灰分中的Al2O3、MgO,、K2O,、Na2O等金屬氧化物在高溫下與硅形成低熔點(diǎn)的物質(zhì)，S的化學(xué)性質(zhì)十分活潑,，滲透性很強(qiáng),，而耐火材料的氣孔率一般都較大，S擴(kuò)散到耐火材料內(nèi)部與液相SiO2發(fā)生反應(yīng),，在強(qiáng)還原氣氛下,，SiO2+3S →SiS2↑+SO2，SiS2溢出后在蓋板表面凝結(jié),，發(fā)生反應(yīng)（SiS2+3O2→SiO2+2SO2）,，最終被氧化成SiO2。從試驗(yàn)前后產(chǎn)品的常溫耐壓強(qiáng)度及荷重軟化溫度的變化情況分析,，3種材料的磚均表現(xiàn)出了
良好的性能,，且被高硫石油焦侵蝕后的產(chǎn)品仍保持了較強(qiáng)的荷重軟化溫度。6#樣有較好的穩(wěn)定性,，同時(shí)8# 也表現(xiàn)較好的強(qiáng)度上升趨勢(shì),，但8# 磚表面生成 了變質(zhì)層，發(fā)生了硅的揮發(fā),，造成Al2O3含量的增加,，磚坯表面被反應(yīng)粉化，耐磨性較差,，所以認(rèn)為 1#,、6#表現(xiàn)較好。分析1#,、6# 產(chǎn)品未發(fā)生變質(zhì)層的主要原因是產(chǎn)品中游離硅含量較少,，形成液態(tài)硅的溫度較高，使得材料之間的反應(yīng)變成固態(tài)與固態(tài)的反應(yīng),，提高了反應(yīng)能,�,？紤]到前后試驗(yàn)的情況，6# 是最穩(wěn)定表現(xiàn)最佳的試樣,，可以為客戶(hù)創(chuàng)造出更高的使用價(jià)值,。
二：結(jié)論通過(guò)提溫煅燒，高硫石油焦S含量從6.9％下降到0.69％,，高硫石油焦的使用意義很大,。通過(guò)分析判斷制品中液相硅的產(chǎn)生對(duì)抗石油焦侵蝕具有很強(qiáng)的破壞作用。試驗(yàn)結(jié)果顯示6# 產(chǎn)品具有較好的抗高硫石油 焦侵蝕能力,。一是該產(chǎn)品的氣孔率較低,，阻止了CO等氣體向磚內(nèi)的侵蝕；二是生成的較強(qiáng)的剛玉骨架及穩(wěn)定的石英結(jié)構(gòu)有效地阻止了還原氣氛對(duì)產(chǎn)品的侵蝕,；三是產(chǎn)品的硅液相形成溫度較高,，提高了高硫石油焦侵蝕產(chǎn)品的反應(yīng)能。決定抗高硫石油焦侵蝕性能的關(guān)鍵因素是制品產(chǎn)生高溫硅液相的溫度,。