豎罐式石油焦煅燒爐熱利用率高，煅燒質量均勻、穩(wěn)定，且炭質燒損低，在石油焦煅燒行業(yè)得到廣泛應用。豎罐式石油焦煅燒爐普遍采用硅磚作為內襯耐火材料，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量的主要雜質成分之一的硫，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襯的壽命迅速降至2～3 a。通過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，但同時煅燒低硫焦的硅磚耐火材料已經不適應煅燒高硫石油焦的要求，在酸性和中性耐火產品中選擇9種材質產品進行抗高硫石油焦侵蝕性能試驗。通過樣品在高溫下埋高硫石油焦燒成后產品性能與原始性能的對比分析，分析出不同產品侵蝕前后強度的變化、荷重軟化溫度的變化及化學組分的變化。分析產生變化的原因，找到能有效抵抗高硫石油焦侵蝕的最佳途徑及產品材質。

一：試驗結果討論

選擇1# 純剛玉磚、2#剛玉磚、3# 剛玉莫來石、4#白尖晶石磚、5#黑尖晶石磚、6#高溫燒結鋁硅磚、7#莫來石磚、8#紅柱石磚、9#鋯莫來石磚進行抗高硫石油焦侵蝕試驗。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％。

從試驗的總體情況來看，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，該物質應該是從樣品內部揮發(fā)出來的反應生成物。對白色絮狀物進行化學分析，結果見表1，從表1中數(shù)據(jù)得知，白色絮狀主要是SiO2。

從外觀看，4#、5#產品的外觀均發(fā)生了反應，且生成物較堅硬，2#、3#、7#、8#、9#產品的外表面均出現(xiàn)了一層薄薄的白色變質層，且白色變質層的強度較低，用手指甲刮蹭即可使白色粉末滑落，同時因產品性質不同產生的白色變質層的厚度不同。1#、6#產品未產生明顯的變質層。

采用硅磚時發(fā)現(xiàn)表面凝結了很厚的一層黃色物質，且硅磚侵蝕嚴重，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)了很明顯的變質層，變質層厚度為2.5 mm。 對8#變質層的物質清理下來一部分用于分析，分析結果顯示如表3 所示。從檢測結果可以看出白色變質層中的AI2O3含量增加29.7％，SiO2含量減少29.84％

從多次試驗分析看，產品中的SiO2發(fā)生了遷移現(xiàn)象，從磚的表面揮發(fā)了出來，在蓋板處又重新凝結。這是因為，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的物質，S的化學性質十分活潑，滲透性很強，而耐火材料的氣孔率一般都較大，S擴散到耐火材料內部與液相SiO2發(fā)生反應，在強還原氣氛下，SiO2+3S →SiS2↑+SO2，SiS2溢出后在蓋板表面凝結，發(fā)生反應（SiS2+3O2→SiO2+2SO2），最終被氧化成SiO2。從試驗前后產品的常溫耐壓強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品仍保持了較強的荷重軟化溫度。6#樣有較好的穩(wěn)定性，同時8# 也表現(xiàn)較好的強度上升趨勢，但8# 磚表面生成 了變質層，發(fā)生了硅的揮發(fā)，造成Al2O3含量的增加，磚坯表面被反應粉化，耐磨性較差，所以認為 1#、6#表現(xiàn)較好。分析1#、6# 產品未發(fā)生變質層的主要原因是產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變成固態(tài)與固態(tài)的反應，提高了反應能�？紤]到前后試驗的情況，6# 是最穩(wěn)定表現(xiàn)最佳的試樣，可以為客戶創(chuàng)造出更高的使用價值。

二：結論通過提溫煅燒，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。通過分析判斷制品中液相硅的產生對抗石油焦侵蝕具有很強的破壞作用。試驗結果顯示6# 產品具有較好的抗高硫石油 焦侵蝕能力。一是該產品的氣孔率較低，阻止了CO等氣體向磚內的侵蝕；二是生成的較強的剛玉骨架及穩(wěn)定的石英結構有效地阻止了還原氣氛對產品的侵蝕；三是產品的硅液相形成溫度較高，提高了高硫石油焦侵蝕產品的反應能。決定抗高硫石油焦侵蝕性能的關鍵因素是制品產生高溫硅液相的溫度。