Понятно, что применение циркониевых огнеупоров даёт существенное повышение выхода техуглерода из сырья (4,01 и 4,17% по результатам балансовых испытаний), но эксплуатация такого реактора сложнее и требует дополнительного обучения обслуживающего персонала. В связи с применением в реакторе разнородных огнеупорных материалов более высокие требования предъявляются и к самой футеровке реактора. Это обусловлено тем, что окись циркония в смеси с окисью алюминия образуют смеси, имеющие при определённом соотношении температуру плавления даже ниже, чем чистая окись алюминия (письмо ОАО « УКРНИО» им А,.С. Бережного, направленное 03.10.03. в адрес технической службы Омского ЗТУ). К письму была приложена диаграмма состояния системы ZrO₂–Al₂O₃, из которой следует, что минимальная температура плавления (эфтектика) образуется при содержании в системе 61,7 процентов молярных Al₂O₃ и составляет 1710⁰С., притом, что температура плавления окиси алюминия составляет 2050⁰С, а окиси циркония – 2715⁰С.(Приложение 8.2.). Это обстоятельство необходимо учитывать при разработке конструкции футеровки реактора с циркониевой камерой горения. Так, в случае разрушения циркониевого блока футеровки реактора (как правило, в его торцевой части) в камеру горения попадают части разрушенного корундового блока, что сразу же приводит к оплавлению нижней части камеры горения. Эти недостатки конструкции футеровки реактора были устранены и подобные случаи не повторялись. Другим опасным местом в футеровке реактора является примыкание корундового блока к циркониевому в переходной втулке реактора. Как показала практика эксплуатации реакторов, в данном случае низкоплавкая смесь создаётся только при нарушении технологического режима, когда начинает плавиться корундовый блок при превышении температуры более 1900⁰С. в переходной втулке реактора в зоне за сырьевыми форсунками. Это может происходить при неправильных действиях персонала при пусках и остановках реакторов, а также при замене сырьевых форсунок. Вероятность оплавления огнеупоров значительно снижается, если в зоне контакта разнородных блоков вместо корундового блока установить блок из хромистого корунда с содержанием окиси хрома ≥ 12% масс. Как уже отмечалось ранее, по заказу ОЗТУ такой материал изготавливает Верхнепышменский огнеупорный завод, применение его в этой зоне значительно снижает количество оплавов. Огнеупорность такого материала по данным УКРНИИО составляет 2125⁰С., тогда как огнеупорность корунда Богдановичского огнеупорного завода составляет 2030⁰С. Это существенная разница, и это особенно важно в связи с необходимостью повышения температуры в зонах горения реакторов. Возможно использование в этой зоне и блоков, изготовленных из шпинели (MgO∙Al₂O₃), содержащей 28,33% мас. MgO и 71,67% мас. Al₂O₃, и имеющей температуру плавления 2135⁰С. /1.7.6./. Такой состав производится и в России (Востокогнеупор, Екатеринбург, Масса шпинельная набивная—МШПН).

1. 5. Эксплуатация циркониевых реакторов.

Как уже отмечалось, обслуживание реакторов с циркониевой камерой горения сложнее и требует более высокой квалификации обслуживающего персонала. Поэтому нужно рассмотреть необходимые условия правильной эксплуатации таких реакторов. На Рис/1/ показан эскиз реактора с циркониевой камерой горения, включающий: 1—корпус реактора, 2—камера смешения топлива с воздухом, 3– камера горения, 4—смесительное сопло, 5—плоскость ввода сырья в смесительное сопло, 6—начальная часть зоны реакции. На нём указаны и основные огнеупорные материалы футеровки камеры горения/3/, смесительного сопла/4/ и начальной зоны камеры реакции реактора /6/. Как показано на эскизе огневой слой камеры горения /3/ и основная часть смесительного сопла /4/ футерованы циркониевыми блоками. Последний блок смесительного сопла и блоки начальной части зоны реакции изготовлены из хромистого корунда содержащего 12% Cr₂O₃. Огнеупорность этого материала, как уже было указано, достигает 2125⁰С. Этот материал можно заменить шпинелью с содержанием 28,5%мас. MgO и 71,5%мас. Al₂O₃. Целесообразно также испытать в этой зоне хромистый корунд с содержанием окиси хрома 20—25%. Остальная часть зоны реакции футерована корундовыми огнеупорами с содержанием окиси алюминия ≥99%.