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磷酸鹽耐火磚的發(fā)展是在不定型耐火材料和不燒制品的研發(fā)中總結(jié)而來(lái)的,需要尋找一些具有異性能的結(jié)合劑,并且希望這種結(jié)合劑不僅具有理想的常溫性能,而且也要有較高的高溫性能,還要盡量減少對(duì)主體材料的影響,這樣,水玻璃、硅溶膠都不理想、而磷酸鹽就行。所以磷酸鹽耐火磚就此成功的應(yīng)用在水泥回轉(zhuǎn)窯、豎窯、石灰窯等一些列高溫窯爐上的主要材料了。
1:磷酸鹽耐火磚的配比
在顆粒級(jí)配中,粗顆粒起骨架作用,保證制品的高溫強(qiáng)度,磷酸鹽耐火磚,大粒徑與顆粒級(jí)配是否合理,是制品獲得密實(shí)性的關(guān)鍵。細(xì)粉起填充空隙作用,使其對(duì)粗顆粒進(jìn)行包裹和黏附。與粗顆粒相比,細(xì)粉的比表面積大,晶體結(jié)構(gòu)不規(guī)整,具有較大活性,易于結(jié)合劑作用,用量是否得當(dāng),直接影響其強(qiáng)度及耐磨性。因此,為達(dá)到此種制品的特殊要求根據(jù)緊密堆積原理,采用“兩頭大,中間小”的顆粒級(jí)配,嚴(yán)格控制臨界粒度,適當(dāng)增加細(xì)粉,以便成型和提高制品的耐磨性及常溫耐壓強(qiáng)度。
2磷酸鹽耐火磚結(jié)合劑的制備
磷酸鹽本身并無(wú)粘結(jié)性,當(dāng)它與耐火材料接觸后,生成鋁磷酸鹽,并隨著溫度的升高不斷增多,磷酸基中的離子以各種方式煉成鏈、網(wǎng)狀及空間骨架結(jié)構(gòu)的大分子,發(fā)生聚合及黏附作用使制品有了強(qiáng)度。
磷酸鹽耐火磚所用結(jié)合劑是用工業(yè)磷酸稀釋到要求濃度,加工氫氧化鋁配制而成的磷酸鋁溶液,克分子比為AL2O3:P2O=1:32 ,即磷酸與氫氧化鋁71溶液須攪拌溶解24小時(shí),比重達(dá)到1.6~1.65方可使用,用量為8~10%。
3 磷酸鹽耐火磚困料
困料的目的是使酸與泥料中的鐵反應(yīng)排出氣體,若困料不完全,酸與泥料中的雜質(zhì)鐵反應(yīng),生成的氣體在壓制過(guò)程中易產(chǎn)生層裂。為防止此類現(xiàn)象的發(fā)生,在嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程的前提下,嚴(yán)格控制困料制度。泥料須在溫度25℃以上的困料場(chǎng)地,用塑料布蓋好待24小時(shí)后方可成型;若溫度偏低泥料將會(huì)凍結(jié),成型過(guò)程中容易沾模,造成很多麻面,影響產(chǎn)品質(zhì)量。
4 磷酸鹽耐火磚成型
制品的常溫強(qiáng)度主要來(lái)源于成型,因此,須用大于300t的壓力機(jī)成型,模具不放尺,體積密度須大于2.89gcm3,以保證成品達(dá)到2.70gcm3。嚴(yán)格控制層裂與沾膜,半成品須烘干后方可入窯熱處理。
5 磷酸鹽耐火磚熱處理
磷酸鹽耐火磚,由于結(jié)合劑磷酸鋁溶液是反應(yīng)生成的磷酸二氫鋁,在常溫下具有正常的膠凝性,在硬化過(guò)程中,當(dāng)加熱到一定溫度后,酸式磷酸鋁可變成焦磷酸鋁和偏磷酸鋁,發(fā)生脫水聚合反應(yīng),由于此種新化合物的形成和聚合的同時(shí)形成較強(qiáng)的黏附作用,使結(jié)合體獲得強(qiáng)度。另外,隨著溫度的提高,偏磷酸鋁除發(fā)生聚合作用外,也可發(fā)生分解作用,而成成AiPO4與P2O5,此種P2O5與耐火材料中存在的AL2O3也可發(fā)生反應(yīng)形成AiPO4,由于AiPO4的形成,也使結(jié)合體的密度得到提高。
磷酸鹽耐火磚的性能特點(diǎn)主要是強(qiáng)度高,耐侵蝕能力強(qiáng),氣孔率低,熱穩(wěn)定性好,熱處理后成品尺寸無(wú)收縮而略有膨脹,常溫至中溫強(qiáng)度高,在1200~1300℃以下于燒成磚具有較好的耐磨性,熱處理后呈灰色或灰 白色。
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