磷酸盐结合高铝砖是新型干法水泥窑中常用的砖型之一,简称磷酸盐高铝砖或磷酸盐砖。磷酸盐高铝砖是以高铝矾土熟料为主要原料,以磷酸铝或磷酸铝为结合剂,经高压成型,在400-600℃热处理而成的高铝耐火产品。磷酸盐高铝砖广泛应用于水泥窑,可用于预热带、分解带、过渡带、冷却带等。也可用于直径小于3米的水泥窑烧成带。
磷酸高铝耐火砖属于不烧砖,该产品是经成型、热处理后制成的高铝材料。高铝质磷酸盐结合砖:以高铝矾土熟料为骨料和细粉,磷酸或磷酸铝为结合剂,经半干法压制成型,400-600℃热处理化学结合而成的高铝砖。特殊磷酸盐砖具有普通磷酸盐砖的优点:常温耐压强度高,耐磨性好,荷重软化温度与半直接结合镁铬砖基本相同,优于抗剥落高铝砖,且具有良好的热震稳定性,对温度变化较大的过渡带,其性能优势应有明显体现,特殊磷酸盐砖具有较强的抗窑内热应力和机械应力,对轮带筒体椭圆度变化更具适应性。a.磷酸盐结合高铝质砖(简称磷酸盐砖)结合剂浓度为42.5-50磷酸盐溶液。代号为PC,锁缝砖代号为PC,具有较强的抗窑内热应力和机械应力,对轮带筒体椭圆度的变化更具适应性。a.磷酸盐结合高铝质砖(简称磷酸盐结合高铝质砖)结合剂浓度为42.5-5-50磷酸盐结合剂。
适用于旋转窑的过渡带窑口和其他容易掉砖的部位,水泥立窑的磷酸盐砖和耐磨砖的形状、尺寸由供求双方协商。烧带也很好。耐磨砖适用于旋转窑的冷却带、窑口、冷却机等部位。
Al2O3-AlPO4系统含有二元化合物Al3PO7。其中,Al2O3-Al3PO7子系统的低熔点约为1850℃;Al3PO7-AIPO4子系统的低熔点约为1880℃。由于高铝耐火原料,除Al2O3外,还含有SiO2、Fe、Fe2O3、TiO2、CaO、MgO、K2O、Na2O等杂质,磷酸盐和高铝砖的荷载软化温度仅为1350℃,远低于Al2O3-Al3PO7系统的低熔点。
磷酸高铝砖是以高铝矾土为原料,以磷酸和软粘土为结合剂,经原料、粗混、困料、再混、成型、干燥、烘烤等工艺制成。耐磨砖的工艺与磷酸高铝砖基本相同,只使用1:3.2的磷酸铝溶液作为结合剂,使用细颗粒级。磷酸高铝砖和磷酸盐结合耐磨砖的区别在于,磷酸高铝砖主要追求提高耐火材料的性、耐腐蚀性和荷载软化温度;磷酸高铝砖主要追求提高材料的强度和耐磨性。
结合高铝耐火材料的磷酸盐抗压强度≥60MPa,抗热震能力>50次,明显高于普通高铝砖。但是加入磷酸后,这种材料的荷载软化温度在1300℃左右,远低于普通高铝砖1500℃左右。若以矾土为原料,则可用于700t/d以下小型回转窑的过渡带。在极个别情况下,窑皮挂得很牢,很厚时,磷酸盐砖也可用于传统水泥回转窑的烧成带。磷酸盐砖用于立窑喇叭口,可获得1年的使用寿命;耐磨砖用于立窑直筒部位,可获得3年的使用寿命。钢纤增强耐磨砖可用于耐磨要求较高的场合。
磷酸盐高铝砖具有良好的热稳定性。当水泥窑内衬温度急剧变化时,磷酸盐高铝砖不会开裂或剥落,窑皮也不会坍塌。而且容易挂窑皮,耐磨性高,使用寿命长。
磷酸盐结合高铝砖热强度高,耐热震性好,耐磨性强,易挂窑皮。一些水泥厂用于小型旋转窑的烧成带和过渡带调试阶段频繁停窑时,表现出良好的使用性能。
近十年来,围绕磷酸结合的基本工艺路线,开展了许多旨在提高磷酸砖软化指标的研究,如增加配料中粘土的添加量或添加硅微粉,平衡AlPO4晶体转化带来的不足;蓝晶石、硅线石、锆英石引入配料中,提高荷载软化温度(高荷载软磷酸砖);向磷酸中加入广西白泥,调成泥浆,用泥浆作为结合剂,可以不闲料,提高荷载软化温度。这些技术措施都是有效的。