（山东兖矿国拓科技工程有限公司,山东 邹城273500）
［摘 要］通过对使用后的耐火砖残砖取样分析，了解高铬砖显微结构和成分变化,找出气化炉内不同高铬砖受熔渣侵蚀损毁的机理。结果表明:对于结构相同的耐火砖，熔渣成分、温度和耐火砖的内部致密程度及杂质含量是影响耐火砖渣蚀速率的主要因素。
［关键词］水煤浆；耐火砖；侵蚀；试样；机理
［中图分类号］ TQ 545 ［文献标识码］A ［文章编号］ 1004-9932（2012）
水煤浆加压气化技术以其技术成熟可靠、碳转化率高、合成气质量好、环境污染小、适于大型化等优点已在合成氨、甲醇、乙烯及煤制油等化工生产装置上大规模应用,展现出良好的发展前景。该气化技术为气流床气化工艺，其操作温度在煤灰熔融流动温度(FT) 以上，液态排渣,气化炉内衬耐火材料除了处于高温、高压、强还原性气氛和高速气流的冲刷环境下以外,还与侵蚀性极强的酸性熔渣接触，受到熔渣的侵蚀。了解水煤浆加压气化炉内耐火砖受熔渣侵蚀的机理，有助于采取相应的应对措施，提高耐火砖的使用寿命，延长气化装置运行周期，降低生产成本。
1 耐火砖的使用情况
兖矿鲁南化肥厂建有我国第1套德士古水煤浆加压气化生产装置，对于水煤浆气化技术的掌握和运用均处于国内领先地位。其水煤浆气化炉上使用的向火面耐火砖为国产的铬铝锆系产品，氧化铬含量大于86%。新砖的具体理化指标及检验数据（连续3次的产品检验平均数据）如表1所示。
向火面砖使用周期较为平稳，向火面拱顶砖平均寿命为12 000 h，筒体部砖为10 000 h以上，锥底部砖为6 000 h以上。
2 受熔渣侵蚀的分析
入炉实地检查发现：筒体部位耐火砖的减薄比较严重，剩余厚度为60~70 mm，平均蚀损160 mm左右，K砖、热偶砖及中部个别位置已看到后面背衬砖；拱顶耐火砖蚀损较少，平均蚀损量在110 mm左右。为更好地了解耐火砖的渣蚀情况，选取运行后更换下来的残砖作为样品进行分析（样品砖累计运行时间为11 270 h）。
分别选取拱顶位置和筒体位置的耐火砖，标记为试样1和试样2，其中试样1是气化炉拱顶高铬砖，使用情况较好；试样2是筒体高铬砖，侵蚀较严重，表面已形成有熔洞，说明筒体部位耐火砖受到的侵蚀更严重。为了找出原因，借助电子显微镜和能谱仪，对样品残砖进行详细分析，具体情况如下。
（1） 残砖表面挂渣分析
图1、图2分别为试样1和试样2的显微照片。从图中可以看出：试样1表面渣层较厚，熔渣均匀致密，对砖表面形成一定的保护；试样2表面挂渣的厚度较薄，不超过0.3 mm。从熔渣在高铬砖表面的附着情况看，试样2熔渣黏度较低，流动性好，这种熔渣在气化炉操作过程中不可能在热面衬上起到以渣抗渣的保护层效果。导致此种情况的主要原因是试样2所在区域温度偏高。温度越高，熔渣的黏度就越低，流动性就越好，对热面砖的侵蚀和渗透就越严重。
（2） 残砖成分分析
用能谱仪对试样1和试样2在不同厚度的成分进行分析，结果见表2、表3。