高鋁耐火磚是以高鋁礬土為主要原料制取的耐火材料。高鋁礬土的主要成分是A12O3和SiO2以及少量雜質(zhì)。很大程度上，高鋁耐火磚的質(zhì)量取決于高鋁礬土熟料的成分和密度。由于氧化鋁良好的耐高溫性能，高鋁耐火磚的耐高溫性也隨著氧化鋁含量的增加而增加。高鋁耐火磚有以下分類：

1.普通燒結(jié)高鋁耐火磚

普通高鋁耐火磚石傳統(tǒng)耐火材料之一。普通高鋁耐火磚采用高鋁礬土熟料為原料，以少量軟質(zhì)黏土和紙漿廢液為結(jié)合劑，經(jīng)配料、混練、成型、干燥、燒成、檢驗(yàn)等工序制成制品。

普通高鋁耐火磚的優(yōu)點(diǎn)是荷重軟化溫度較高(1420～1520℃)；缺點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度較低，沒有抗熱震性指標(biāo)。一般情況下，普通高鋁耐火磚的抗熱震性1100℃一水冷3～5次。所以，為提高高鋁耐火磚的抗熱震性，開發(fā)了磷酸鹽結(jié)合高鋁耐火磚。以后，為解決磷酸鹽磚荷重軟化溫度不高的問題，又開發(fā)了一系列的特種高鋁耐火磚。

2．磷酸鹽結(jié)合高鋁耐火磚

在20世紀(jì)70年代，中國(guó)建筑材料科學(xué)研究院開發(fā)研制了磷酸鹽結(jié)合高鋁耐火磚和磷酸鹽結(jié)合高鋁質(zhì)耐磨磚(以下簡(jiǎn)稱耐磨磚)。至今，這兩種耐火磚還在立窯、中小水泥回轉(zhuǎn)窯上發(fā)揮著作用。在20世紀(jì)90年代，中國(guó)建筑材料科學(xué)研究院還開發(fā)了鋼纖維增強(qiáng)耐磨磚。磷酸鹽結(jié)合高鋁質(zhì)耐火材料的基礎(chǔ)是Al2O3一AlPO4。

磷酸鹽磚采用優(yōu)質(zhì)高鋁礬土為原料，以磷酸和軟質(zhì)黏土為結(jié)合劑，經(jīng)配料、粗混、困料、再混、成型、干燥、烘烤等工序制成。耐磨磚的工藝和磷酸鹽磚基本相同，只是采用了1：3：2的磷酸鋁溶液作為結(jié)合劑，并采用偏細(xì)的顆粒級(jí)配。磷酸鹽磚和磷酸鹽結(jié)合耐磨磚的區(qū)別在于：磷酸鹽磚主要追求提高耐火材料的抗熱震性、抗侵蝕性和荷重軟化溫度；磷酸鹽結(jié)合耐磨磚主要追求提高材料的強(qiáng)度和耐磨性。

磷酸鹽結(jié)合高鋁耐火磚的耐壓強(qiáng)度≥60MPa，抗熱震性>50次，明顯高于普通高鋁耐火磚。但添加磷酸以后，該類材料的荷重軟化溫度約為1300℃，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于普通高鋁耐火磚約1500℃的水平。如果采用優(yōu)質(zhì)礬土為原料，制作的磷酸鹽磚可以用于700t／d以下小型回轉(zhuǎn)窯的過渡帶。極個(gè)別情況下，窯皮掛很牢、很厚時(shí)磷酸鹽磚也可以用于傳統(tǒng)水泥回轉(zhuǎn)窯的燒成帶。磷酸鹽磚用于立窯喇叭口，可以獲得1年壽命；耐磨磚用于立窯直筒部位，可以獲得三年壽命。鋼纖維增強(qiáng)耐磨磚可用于有高耐磨要求的場(chǎng)合。例如，20世紀(jì)90年代，中國(guó)建筑材料科學(xué)研究院在河北宣化700t／d預(yù)分解窯單筒機(jī)采用鋼纖維揚(yáng)料磚和特殊的組合窯襯結(jié)構(gòu)，解決了耐火材料的抽簽、掉磚和磨損問題，將冷卻機(jī)窯襯壽命由1～3個(gè)月提高至10個(gè)月以上，提高壽命近5倍。

由于耐火原料大量出口，優(yōu)質(zhì)礬土的供應(yīng)不能保證，價(jià)格也不斷攀升。為維持和提高磷酸鹽結(jié)合高鋁質(zhì)耐火材料性能，耐火材料科技人員做了大量研究工作。其主要技術(shù)路線有下述幾種。

①添加“三石”(藍(lán)晶石、紅柱石和硅線石)原料，利用“三石”受熱后發(fā)生一次膨脹(三石分解)和二次膨脹(三石和氧化鋁反應(yīng)形成莫來石)來提高荷重軟化溫度。

②添加活性硅質(zhì)原料如硅灰、鋯英石微粉，利用高溫下活性硅質(zhì)原料和氧 化鋁的反應(yīng)。形成莫來石后也可提髙荷重軟化溫度。

③添加碳化硅或金屬硅原料，利用原料受熱后發(fā)生一次性膨脹（Si的氧化）和二次膨脹（形成莫來石〉來提高荷重軟化溫度。

④采用高強(qiáng)的磷酸鹽火泥，可以提高磚塊之間的粘接強(qiáng)度，形成具有一定整體性的窯襯，避免抽簽、掉磚。

⑤有人將磷酸鹽磚做成具有輕質(zhì)層的復(fù)合磚，提髙了隔熱性能，取得了降低窯體散熱、減少熱耗的效果。

采用以上措施，可以提髙磷酸鹽結(jié)合高鋁耐火磚的性能，延長(zhǎng)窯襯的壽命。雖然，耐火材料的荷重軟化溫度高達(dá)1600℃以上，但提高高溫強(qiáng)度不多。由于不能改變不燒耐火材料的本質(zhì)，滿足不了大中型水泥回轉(zhuǎn)窯的要求，還需通過燒結(jié)提高高鋁耐火磚的性能。

河南耐火材料廠 http://www.zzhoudd.com