As indústrias química e petrolífera são uma área importante de aplicação de refractários. Uma vez que existem muitos equipamentos de fornos térmicos e condições de funcionamento complexas, ao escolher materiais refractários, deve escolher cuidadosamente de acordo com os diferentes equipamentos de fornos.
O reator de negro de fumo é composto por cinco partes principais: câmara de combustão, garganta, secção de reação, secção de arrefecimento e secção de residência.
A temperatura da secção de combustão no reator pode atingir 1600~1700°C, e o fluxo de ar quente no forno é rápido, especialmente no final da garganta. Em condições normais de trabalho, a temperatura do caudal de ar no final da garganta é superior a 1700°C, ou mesmo até 1900°C ou superior. Ao mesmo tempo, a paragem do forno por razões operacionais, a substituição de vários produtos e a utilização de vapor de água para entrar no forno para purgar os tubos de óleo farão com que o material de revestimento do forno se descole devido ao stress térmico. Além disso, os óxidos presentes nas cinzas produzidas após a pirólise do combustível e das matérias-primas têm também um grande efeito corrosivo nos materiais refractários.
Materiais refractários para o reator de negro de fumo
O material refratário que reveste o reator de negro de fumo deve ter as vantagens de uma elevada resistência refractária, boa resistência ao choque térmico, elevada densidade, baixa porosidade e forte resistência à corrosão/erosão a alta temperatura.
- Al2O3: 55-80%;
- Porosidade aparente: 19-26%;
- Refractariedade sob carga: 1420-1530MPa;
- Resistência ao esmagamento a frio: 40-70MPa;
- Al2O3/%: 95-98
- SiO2/%: 0,15-0,5
- Fe2O3/%: 0,1-0,3
- Refractariedade sob carga: 1700MPa
- ZrO2%: ≥ 16
- Fe2O3%: ≤ 0,5
- Densidade aparente (g/cm³): ≥ 2,70
- Resistência ao esmagamento a frio/MPa: ≥ 70
Atualmente, os materiais refratários comumente usados para revestir reatores de negro de fumo em casa e no exterior incluem produtos de alumínio-silício, produtos de corindo, produtos de cromo corindo e materiais refratários de zircônio. Entre eles, os produtos de alumínio-silício incluem alto teor de alumínio, mulita, mulita-corindo e outros produtos; produtos de corindo referem-se a produtos de alumínio-silício com um teor de Al₂O₃ superior a 90%. O sistema de material refratário de cromo corindo inclui produtos de cromo corindo com diferentes teores de Cr₂O₃ e produtos amorfos (como vazamento, compactação). Os materiais refractários de zircónio dividem-se em produtos de corindo-crómio contendo zircónio e produtos de ZrO₂.
