海綿鋯及其化合物的生產國內多采用固定床氯化爐，使爐內的物料碳化鋯與通入爐內的氯氣 反應，生成四氯化鋯，并釋放出活性炭及熱量而爐內反應溫度是通過氯氣流量來控制的，即通人氯氣量越大，爐內反應溫度越高。

在反應過程中爐襯的耐火材料要受氯氣的腐蝕，反應溫度越高腐蝕速度越快，爐體在不斷的腐蝕中變薄穿洞，造成氯氣泄漏，爐體報廢，不僅影響生產，而且污染環(huán)境。長期以來爐體的壽命一直制約著生產率和效益的提高選用耐腐蝕的爐體耐火材料 、改進爐體結構是提高爐體壽命的關鍵。

一：爐體腐蝕機理

眾所周知，處于氯氣介質中的許多耐火材料如SiO2、AL2O3、CaO、MgO等一般不耐氯氣腐蝕，特別是在高溫情況下。因此這些材料一般不能用作氯化爐的內襯。

長期以來氯化爐內襯一直采用電熔石英（玻璃水氧化硅）、水玻璃打結的辦法，即粒度5~20mm，0.5~5mm，0.88mm以下的電熔石英按1:1:2，用水玻璃（NaSiO3）做粘合劑、打結而成，這種氯化爐內襯耐腐蝕性能大大高于一般耐火材料，但仍存在著嚴重的被腐蝕現象，其腐蝕機理如下。

1.1水玻璃腐蝕

2Na2SiO3+4CL2+3C=4NaCL+2SiCL4↑+3CO2↑

起反應示的自由焓變?yōu)椤鱃_T°=81670—316.42T,當△G_T°＜0時則T＞258.10K,說明式有進行反應的趨勢，但反應速度非常緩慢。T=1000時△G_T°=982851J，反應趨勢非常大，說明反應式很容易進行。

1.2電熔石英腐蝕

SiO2+2CL2+C=SiCL4↑+2CO2↑

反應式的自由焓變化△G_T°=-5570-66.447T,在常溫下△G_T°＜0，說明反應式有進行的趨勢：T=1000K時△G_T°=—301491J，說明反應式很容易進行。

從以上分析可看出，T=1000K時，電熔石英及水玻璃都能與氯氣反應，造成爐內襯的腐蝕，說明這種打結爐襯的材料還不是理想的氯化爐內襯材料。

在實踐中，當打結爐襯厚度為500mm、產量為50Kg/h ZrCL4時，爐襯的壽命為2.5~3年，而產量為75Kg/h ZrCL4時爐襯的壽命僅有1.5年。

二：爐襯耐火材料結構的改進

氯化爐爐體被腐蝕的機理說明，絕大多數耐火材料難以承受高溫氯氣的腐蝕。反應式表明，碳化鋯在氯化過程中除生成ZrCL4外，還產生大量的游離碳，碳若能與氯氣反應，則反應式如C+CL2=CCL2反應式的自由焓變?yōu)椤鱃_T°=75000-6.667T，在T=298K時△G_T°=305700J，說明反應不能進行。只有當△G_T°＜0時，反應式才有可能進行，而此時的T＞11261.26K，這個溫度大大超過了爐內的實際反應溫度。這說明在正常的氯化反應過程中碳不與氯氣反應。因此，為用碳做氯化爐內襯找到了理論根據。

為了采用碳做爐體材料，必須對氯化爐爐體結構進行改造。改造后的爐體結構為用碳磚砌筑內襯，電熔石英打結外襯，內外襯中間用粗縫糊灌注，這樣的結構即增強爐體的強度，有提高了爐體的氣密性，防止氯氣從砌縫中泄漏，實踐證明這是固定窗氯化爐較為理想的爐體結構。