高铝耐火砖的分类

高铝耐火砖是以高铝矾土为主要原料制取的耐火材料。高铝矾土的主要成分是A12O3和SiO2以及少量杂质。很大程度上，高铝耐火砖的质量取决于高铝矾土熟料的成分和密度。由于氧化铝良好的耐高温性能，高铝耐火砖的耐高温性也随着氧化铝含量的增加而增加。高铝耐火砖有以下分类：

1.普通烧结高铝耐火砖

普通高铝耐火砖石传统耐火材料之一。普通高铝耐火砖采用高铝矾土熟料为原料，以少量软质黏土和纸浆废液为结合剂，经配料、混练、成型、干燥、烧成、检验等工序制成制品。

普通高铝耐火砖的优点是荷重软化温度较高(1420～1520℃)；缺点是机械强度较低，没有抗热震性指标。一般情况下，普通高铝耐火砖的抗热震性1100℃一水冷3～5次。所以，为提高高铝耐火砖的抗热震性，开发了磷酸盐结合高铝耐火砖。以后，为解决磷酸盐砖荷重软化温度不高的问题，又开发了一系列的特种高铝耐火砖。

2．磷酸盐结合高铝耐火砖

在20世纪70年代，中国建筑材料科学研究院开发研制了磷酸盐结合高铝耐火砖和磷酸盐结合高铝质耐磨砖(以下简称耐磨砖)。至今，这两种耐火砖还在立窑、中小水泥回转窑上发挥着作用。在20世纪90年代，中国建筑材料科学研究院还开发了钢纤维增强耐磨砖。磷酸盐结合高铝质耐火材料的基础是Al2O3一AlPO4。

磷酸盐砖采用优质高铝矾土为原料，以磷酸和软质黏土为结合剂，经配料、粗混、困料、再混、成型、干燥、烘烤等工序制成。耐磨砖的工艺和磷酸盐砖基本相同，只是采用了1：3：2的磷酸铝溶液作为结合剂，并采用偏细的颗粒级配。磷酸盐砖和磷酸盐结合耐磨砖的区别在于：磷酸盐砖主要追求提高耐火材料的抗热震性、抗侵蚀性和荷重软化温度；磷酸盐结合耐磨砖主要追求提高材料的强度和耐磨性。

磷酸盐结合高铝耐火砖的耐压强度≥60MPa，抗热震性>50次，明显高于普通高铝耐火砖。但添加磷酸以后，该类材料的荷重软化温度约为1300℃，远远低于普通高铝耐火砖约1500℃的水平。如果采用优质矾土为原料，制作的磷酸盐砖可以用于700t／d以下小型回转窑的过渡带。极个别情况下，窑皮挂很牢、很厚时磷酸盐砖也可以用于传统水泥回转窑的烧成带。磷酸盐砖用于立窑喇叭口，可以获得1年寿命；耐磨砖用于立窑直筒部位，可以获得三年寿命。钢纤维增强耐磨砖可用于有高耐磨要求的场合。例如，20世纪90年代，中国建筑材料科学研究院在河北宣化700t／d预分解窑单筒机采用钢纤维扬料砖和特殊的组合窑衬结构，解决了耐火材料的抽签、掉砖和磨损问题，将冷却机窑衬寿命由1～3个月提高至10个月以上，提高寿命近5倍。

由于耐火原料大量出口，优质矾土的供应不能保证，价格也不断攀升。为维持和提高磷酸盐结合高铝质耐火材料性能，耐火材料科技人员做了大量研究工作。其主要技术路线有下述几种。

①添加“三石”(蓝晶石、红柱石和硅线石)原料，利用“三石”受热后发生一次膨胀(三石分解)和二次膨胀(三石和氧化铝反应形成莫来石)来提高荷重软化温度。

②添加活性硅质原料如硅灰、锆英石微粉，利用高温下活性硅质原料和氧 化铝的反应。形成莫来石后也可提髙荷重软化温度。

③添加碳化硅或金属硅原料，利用原料受热后发生一次性膨胀（Si的氧化）和二次膨胀（形成莫来石〉来提高荷重软化温度。

④采用高强的磷酸盐火泥，可以提高砖块之间的粘接强度，形成具有一定整体性的窑衬，避免抽签、掉砖。

⑤有人将磷酸盐砖做成具有轻质层的复合砖，提髙了隔热性能，取得了降低窑体散热、减少热耗的效果。

采用以上措施，可以提髙磷酸盐结合高铝耐火砖的性能，延长窑衬的寿命。虽然，耐火材料的荷重软化温度高达1600℃以上，但提高高温强度不多。由于不能改变不烧耐火材料的本质，满足不了大中型水泥回转窑的要求，还需通过烧结提高高铝耐火砖的性能。

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