竖罐炼锌炉用耐火材料

　　竖罐蒸馏炉包括竖罐、燃烧室与换热室、加料与排料装置。按其各部位的作用不同，竖罐可分为上延部、罐本体和下延部三个部分。今天介绍下竖罐炼锌炉用耐火材料。我国采用的蒸馏炉有40型、60型与100型三种类型。其中：

　　Z40—8型系使用粗热煤气，换热室在罐体和燃烧室的后部；

    Z60—12型系使用净化煤气或混合净化煤气，除加高罐体增大受热面、提高日产量外，空气换热室还增加了煤气换热，并改变了废气走向；

    Z100—12型系使用净化煤气，将换热室设在燃烧室两侧，同时预热空气和煤气。分前后两罐，两个冷凝器，生产能力大，热工系统更趋合理，热利用率高。

　　1 竖罐

    竖罐包括罐本体、上延部和下延部三部分。

　　（1）罐本体与罐基

    罐本体是指炉料通过碳化硅罐壁外部燃烧室吸热完成蒸馏反应的部分。组成罐体的四壁由一对罐头和两面侧壁嵌合而成，这种结构主要为适应炉体温度变化时罐体可自由膨胀和伸缩，防止炉体断裂。罐体内部尺寸(mm)一般为B×L=(290～2768)，大型竖罐L=2305×2～2539×2，前后两个罐，侧壁厚为100～114mm，罐体高度为8—12m。罐体底部至砌筑框梁称为罐基，它承受罐体全部重量，故基础部分较大，壁厚达230mm一般是侧壁的2倍。罐基高度占罐总高的8％左右。罐本体全部由高导热性碳化硅砖砌筑。筑炉砌料是小于80目(<0.175mm)的碳化硅灰，加入适量的结合性粘土，用波美度的水玻璃调和制成。罐基框梁材质为大型高铝砖，并用高强度磷酸盐泥浆砌筑，使用寿命较长。

　　(2)上延部

    罐体以上至加料口称为上延部。上延部是由小燃烧室和保温套组成，正接于罐本体上口，顶部与加料口相连，前侧接通冷凝器。其作用是形成一过滤层，有脱铅、脱铁和滤尘的效能，并使炉料与高温炉气进行热交换，提高炉料温度，降低炉气温度，以适应锌蒸气冷凝的要求。炉气出口经倾斜部与冷凝器相连。因冷凝器与炉体不在同一基础上，其受热与膨胀程度不同，冷凝器在高度方向上的延伸远小于罐体，所以倾斜部与上延部嵌接处与罐体结构类似，必须采取砂封套式的活动接头，使之留有伸缩的余地。在主燃烧室的顶部环绕罐体四周，设置一个与主燃烧室相连通的空隙，构成小燃烧室。罐壁为碳化硅砖砌筑。

　　小燃烧室的宽度一般在240mm以上，为防止火焰通过，两端各有一砖墙隔开。小燃烧室侧墙内砌轻质粘土砖，外加硅藻土保温砖。其温度是借助主燃烧室的辐射热，以及自然对流的作用保持的。此外，有时由于燃烧室上部煤气过剩，向小燃烧室内送入一定量空气，也可使其温度进一步提高，一般可达950℃以上。罐体与上延部温差减小后，可使炉瘤的生成速度减慢，从而延长了悬矿周期。

　　(3)下延部

    罐基以下至排矿辊平面称下延部，正接于罐基下面，由连接部、砖套和水套组成。其内部结构尺寸与罐基下部完全一致，宽410mm。其底部与水封和排矿机械相连。

　　下延部的作用，除迅速冷却蒸馏炉渣外，还有下部送风口通道。为防止锌蒸气在底部冷凝，以及强化罐内蒸馏的扩散过程，下延部送入的空气，应转化为一氧化碳，以减少对罐体下部碳化硅的侵蚀。在下延部顶端采用砖套保温，内由耐火粘土砖砌筑，外边由硅藻土保温。最低层为钢板保护套，砖套高度一般在1.8～2.4m之间。水套与砖套相连接，一般厚度为40～60mm。送风管斜穿过水套两侧，每侧4～6根，与水平线成15°～16°角。

　　2燃烧室和换热室

    燃烧室是供给竖罐蒸馏反应所需热量的燃烧供热装置。燃烧室对称配置在罐体两侧，其长和高与罐体尺寸基本相同。除罐基、罐本体顶部及燃烧室转体靠近外，受热罐壁与燃烧室侧墙宽度为350—450mm。为保证罐体约40～lOOm2的纵向狭长加热区温度均匀稳定，在燃烧室顶盖的下面各装有一条横向煤气道，其底部有7～9个通向燃烧室的小孔，把煤气垂直引入燃烧室空间燃烧。在燃烧室两侧墙上的一定度高上设置一条空气总道和5～7层空气分道。横向空气总道一端与换热室连接，一端与空气竖井相通。第一层空气道设于空气总道上层，其他各层则分别在其下面，并都有支道与空气竖井相通。在支道入口均装有调整挡板，用以调节进入的空气量。每层空气道均有与煤气管道煤气喷口相对应的7～9个分孔(120mm×60mm)，空气经孔洞进入燃烧室与煤气燃烧。上述结构可使燃烧室前、后、上、下各部分温度分布均匀，使其达到1240～1360℃。此外，在燃烧室边墙上与罐壁间有碳化硅板制的顶砖，交错分设如梅花形，横跨燃烧室空间将罐壁顶住。其主要作用是防止罐壁受罐内团矿的侧压力而产生罐壁向外侧倾倒，并使燃烧气体流动形成涡流，有利于防止局部高温。

　　换热室是燃烧室的辅助机构，两者紧密相连。其作用主要是利用燃烧废气的余热来预热空气和煤气，使之达到一定温度后进入燃烧室燃烧，以进一步提高炉温和热效率。换热室种类很多，依据热气流走向、使用燃料特点和预热气体种类，可分为以下几种：①标准型顺流式换热室；②大型筒砖型顺流式换热室；③小型筒砖型顺流式换热室；④小型筒砖型逆流式换热室；⑤双筒型砖顺逆流换热室。换热室设在罐体和燃烧室端头或两侧。这些耐火砖砌换热室的共同缺点是气密性不好，有待改进。