ينقسم فرن تفاعل الكربون الأسود إلى خمسة أقسام رئيسية في غرفة الاحتراق، وهي: الحلق، وقسم التفاعل، وقسم التبريد السريع، وقسم الثبات.
معظم أنواع الوقود المستخدمة في أفران تفاعل الكربون الأسود هي في الغالب زيوت ثقيلة، وتُستخدم المواد الخام على شكل مركبات هيدروكربونية. خلال عملية الإنتاج، يكون جو احتراق الوقود في الفرن معقدًا، حيث تخضع المواد الخام للتحلل الحراري، ويتم تبريدها برش الفحم، كما أن حرارة الوقود والمواد الخام الناتجة عن التحلل تُنتج انعكاسات فيزيائية متنوعة لدى مصنعي الطوب الحراري في الصين. تصل درجة حرارة البطانة الداخلية للفرن إلى 1600-1700 درجة مئوية، وسرعة التسخين داخل الفرن عالية جدًا. تتجاوز درجة الحرارة عند نهاية عنق الفرن 1700 درجة مئوية، مع وجود تدفق هواء مستمر. تصل درجة الحرارة في بعض المناطق إلى 1900 درجة مئوية. في بعض الأحيان، يتم استبدال المواقد أو المنتجات المختلفة لأسباب تشغيلية، وقد يدخل بخار الماء الموجود في تدفق الهواء إلى بطانة الفرن ويتسبب في تسرب الزيت إلى الأنابيب.
تُستخدم عادةً بلاطات حرارية في أفران تفاعل الكربون الأسود، مُبطّنة بطوب من الألومنيوم والسيليكون، وطوب اليشم الصلب، وطوب اليشم المُعالج بالكروم، وبلاطات حرارية من نوع "فيزانت". وتشمل أنواع الطوب الأخرى: طوب الألومنيوم والسيليكون عالي الألومنيوم، وحجر الموليت، وطوب اليشم الصلب، وغيرها. أما طوب اليشم المقاوم للحريق، والمُشابه للكروم، فيحتوي على مكونات كرومية مختلفة. وتشمل أنواع البلاطات الحرارية المركبة المُلبّدة بدرجات حرارة عالية: بلاطات حرارية من نوع "فيزانت" مصنوعة من اليشم الصلب المُعالج بالكروم الهوائي.
تُستخدم أيضًا أفران تفاعل الكربون الأسود التي تستخدم طوبًا مركبًا من كربيد السيليكون في أعمال البناء. وتُستخدم منطقة درجات الحرارة المنخفضة في أعمال البناء باستخدام طوب عالي الألومنيوم أو طوب طيني. وتتراوح درجة الحرارة في هذه المنطقة بين 1550 و1750 درجة مئوية. أما في منطقة حزام التبريد التي لا تتجاوز 1300 درجة مئوية، فيستخدم مصنّعو الطوب الحراري في الصين طوبًا عالي الألومينا بنسبة ألومنيوم تتراوح بين 65 و70%. وفي المناطق التي تتراوح درجة حرارتها بين 1750 و1925 درجة مئوية، تُستخدم بلاطات مقاومة للحرارة والزلازل مصنوعة من الكروم.
تتراوح درجة الحرارة العالية للغاية بين 2000 و2100 درجة مئوية، ويجب استخدام طوب ZRO2 المقاوم للحريق النقي في أعمال البناء، لأن الطوب الحراري الذي يحتوي على الخام يتميز بنقطة انصهار عالية وكثافة كبيرة وموصلية حرارية منخفضة واستقرار كيميائي جيد، ولكن سعر طوب ZRO2 المقاوم للحريق مرتفع.
باختصار، يوصي مصنعو الطوب الحراري الصيني باستخدام أنواع مختلفة من الطوب الحراري المصنوع من مواد مختلفة في مناطق درجات الحرارة المختلفة، بحيث يمكن تلبية احتياجات التبطين حتى مع انخفاض تكلفة الإنتاج.
تاريخ النشر: 19 مايو 2023
