反應(yīng)器內(nèi)襯的設(shè)計(jì)是否合理直接關(guān)系到反應(yīng)器的壽命，反應(yīng)器內(nèi)襯的設(shè)計(jì)包括兩方面：一是確定合理的結(jié)構(gòu)和尺寸；二是正確選擇耐火材料。
(一）反應(yīng)器內(nèi)襯結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
1.反應(yīng)器爐襯厚度
決定反應(yīng)器爐村厚度的主要因素是爐襯的壽命。反應(yīng)器的砌體，除個(gè)別部位如噴槍套磚、與噴槍對(duì)應(yīng)的頂部磚體及隔墻外，其壽命應(yīng)為1年，即1年大修1次。決定爐襯厚度的另一因素是爐殼表面溫度。根據(jù)德國(guó)貝采留斯QSL示范工廠的經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為反應(yīng)器外殼表面溫度控制在300~350℃較合適，他們認(rèn)為之所以將反應(yīng)器外殼表面溫度控制這樣高，是為了既不降低外殼的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度又能使?fàn)t襯散熱快，能延長(zhǎng)爐襯的使用壽命，魯奇公司為德國(guó)、中國(guó)、韓國(guó)設(shè)計(jì)的QSL反應(yīng)器爐村厚度均為350mm。
爐襯厚度較薄、外殼溫度高帶來(lái)的不利因素是爐體散熱損失大。反應(yīng)器周?chē)沫h(huán)境溫度高，也對(duì)更換噴槍及套磚的操作不利，尤其是對(duì)較小的反應(yīng)器，爐體散熱損失大對(duì)維持反應(yīng)器的熱平衡不利。因此對(duì)較小的反應(yīng)器應(yīng)適當(dāng)加大爐村的厚度。水口山法的反應(yīng)器內(nèi)襯厚度不等，下半部厚408mm,上半部厚360mm,并在砌體和外殼之間鋪設(shè)厚30mm的填料層起保溫和膨脹縫的作用，實(shí)踐證明其壽命可達(dá)1年以上，而且因外殼表面溫度低，僅為150~200C,故反應(yīng)器單位表面熱損失比德國(guó)QSL反應(yīng)器大大降低。德國(guó)魯奇公司所設(shè)計(jì)的QSL反應(yīng)器外殼表面散熱損失為29270kJ/(m2h),水口山反應(yīng)器為21740kJ/(mh)。實(shí)踐證明在反應(yīng)器村磚與外殼之間鋪設(shè)適當(dāng)厚度的填料層，不但不會(huì)降低爐壽命而且會(huì)減少爐體的散熱損失、節(jié)約燃料，同時(shí)又改善了反應(yīng)器周圈的操作條件。
2.噴槍套磚
噴槍附近的磚砌體由于噴槍的攪拌作用，渣的機(jī)械沖刷和化學(xué)侵蝕較其他部位嚴(yán)重，此處的磚砌體壽命也短，故設(shè)計(jì)特殊結(jié)構(gòu)的內(nèi)外套磚（圖24-16),以便于更換，噴槍內(nèi)套磚是圓臺(tái)形，小頭尺寸為140~200mm。外套磚由4塊或2塊組成，其內(nèi)孔徑與內(nèi)套磚的外徑相配合。魯奇公司設(shè)計(jì)的QSL反應(yīng)器外套磚為4塊1組，北京有色冶金設(shè)計(jì)研究總院設(shè)計(jì)的水口山反應(yīng)器的外套磚為2塊1組。2塊1組較易砌筑。
噴槍內(nèi)套磚被侵蝕后，即加快了噴槍的損耗。采用尺寸較小的內(nèi)套磚外加銅水冷底座保護(hù)將會(huì)大大延長(zhǎng)噴槍套磚的壽命，進(jìn)而提高噴槍的使用壽命。
3.隔墻
QSL反應(yīng)器煉鉛是在氧化區(qū)和還原區(qū)兩個(gè)區(qū)完成化學(xué)反應(yīng)的，兩區(qū)的渣型控制是至關(guān)重要的。為了能準(zhǔn)確控制工藝要求的渣型，在氧化區(qū)和還原區(qū)之間設(shè)置隔墻，防止兩區(qū)的爐渣混流，同時(shí)也防止加料氧化區(qū)的生料流進(jìn)還原區(qū)。
隔墻的高度取決于熔池的深度，一般比熔池鏡面高出100~150mm即可，隔墻厚400~600mm,視反應(yīng)器大小而定。隔墻中部最下方留200mm×(300~350)mm的孔洞，氧化渣從此孔流進(jìn)還原區(qū)，而還原區(qū)所產(chǎn)出的粗鉛經(jīng)此孔流入氧化區(qū)再流到虹吸出鉛區(qū)。隔墻上方為煙氣通道。
QSL反應(yīng)器的隔墻采用熔粒燒結(jié)絡(luò)鎂磚砌筑，隔墻的使用壽命僅4~6個(gè)月，這是決定反應(yīng)器中修期限的關(guān)鍵。為了延長(zhǎng)隔墻的使用壽命，除了設(shè)計(jì)合理的砌筑結(jié)構(gòu)及選取優(yōu)質(zhì)的耐火材料外，應(yīng)采用銅水套冷卻的措施，在水口山試驗(yàn)廠的反應(yīng)器上普采用銅水冷梁鑲砌絡(luò)鎂磚的隔墻，通過(guò)兩個(gè)月的試驗(yàn)隔墻砌磚完好無(wú)損。而西北鉛鋅廠QSL反應(yīng)器的隔墻經(jīng)過(guò)兩個(gè)月的試車(chē)受到嚴(yán)重侵蝕，特別是孔洞附近，在隔墻中設(shè)置銅水冷梁是提高隔墻使用壽命的有效途徑。
(二）反應(yīng)器內(nèi)襯材料的選擇
反應(yīng)器熔池中的熔體溫度不是很高，熔池中大部分熔體為高鉛渣，少部分為粗鉛，在氧化區(qū)渣含鉛高達(dá)40%左右。底吹噴槍噴出的氣流攪動(dòng)熔體，對(duì)爐襯的沖刷和侵蝕很強(qiáng)烈。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選用抗渣性好、時(shí)沖劇的優(yōu)質(zhì)堿性耐火材料。
魯奇公司和奧地利RADEX耐火材料廠對(duì)QSL反應(yīng)器所用的耐火材料進(jìn)行了試驗(yàn)研究。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果和示范工廠的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)反應(yīng)器的不同部位選用不同型號(hào)的銘鎂磚。熔池上半部選用DB505,熔池底部選用DB505-B,靠近噴槍范圍內(nèi)選用DB605-1.DB605-1型磚的橫質(zhì)原料和格質(zhì)原料經(jīng)配料后先在電爐中熔化，冷卻后再經(jīng)破碎、配料、機(jī)壓成型，在542高溫容中燒結(jié)成磚，DB605-1型磚有良好的抗熱震性，再使用“無(wú)繼砌轉(zhuǎn)法”，可使侵蝕降到最小。砌筑反應(yīng)器的銘鎂磚時(shí)，應(yīng)使用與其配合的專(zhuān)門(mén)灰漿。
反應(yīng)器內(nèi)村設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)是膨脹縫的設(shè)計(jì)，膨脹縫設(shè)氣象溫度計(jì)不合理將導(dǎo)致投產(chǎn)后爐村過(guò)早損壞，嚴(yán)重時(shí)可能使?fàn)t殼脹裂。反應(yīng)器內(nèi)襯和外殼的溫度和線膨脹系數(shù)均不一樣，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)計(jì)算出二者的差值，用預(yù)留膨脹縫來(lái)補(bǔ)償。