海綿鋯及其化合物的生產(chǎn)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(chǎn)，而且污染環(huán)境。長期以來爐體的壽命一直制約著生產(chǎn)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(xiàn)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(chǎn)量為50Kg/h ZrCL4時，爐襯的壽命為2.5~3年，而產(chǎn)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(shù)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(chǎn)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(jù)。

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。