磷酸鹽與高鋁磚結(jié)合的作用是什么？

磷酸鹽結(jié)合高鋁磚，是一種熱處理制成的非燒磚，具有耐磨性好，常用于冷卻器、窯口、轉(zhuǎn)窯過渡帶和冷卻帶。

磷酸鹽磚干燥基理及工藝措施。不燒高鋁磚(以下簡稱磷酸鹽磚)主要用于水泥工業(yè)。近年來，隨著市場的逐步發(fā)展，磷酸鹽磚的銷量不斷增加。因為磷酸鹽磚生產(chǎn)工藝的特點是：原料、預(yù)混合、困料、混合、熱處理等，公司目前還沒有固定的生產(chǎn)線，穿插在各個車間進(jìn)行生產(chǎn)。所以，合理協(xié)調(diào)各工序之間的生產(chǎn)和制定合理的工藝參數(shù)，對于保證質(zhì)量和交貨時間尤為重要。干熱處理工藝占生產(chǎn)時間的50%，原干法和熱處理制度制約生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。在生產(chǎn)實踐中，調(diào)整這兩個工序的工藝參數(shù)已成為一個亟待解決的問題。以特種礬土熟料為主要原料，加入適量的磷酸水溶液，通過預(yù)混、困料、混合、成型、干燥、熱處理等工制成。磷酸本身沒有粘結(jié)性，當(dāng)它與特種礬土等原料的中性氧化物相結(jié)合時，磷酸鹽結(jié)合后
(H2PO4)3)磷酸氫鋁[(HPO4)3]一般認(rèn)為主要成分是[Al(H2PO4)3]。因為它在常溫下可以溶于水，所以當(dāng)它被用來制成混合物時，它仍然可以長期保持可塑性，但是當(dāng)它被加熱到一定溫度時，酸性磷酸鋁就會變成焦磷酸鋁和偏磷酸鋁，然后就會發(fā)生聚合反應(yīng)。偏磷酸鋁聚合物[Al(PO3)3]存在于400℃以上的溫度下，由于這種新型化合物的形成、聚合以及同時形成較強的粘結(jié)作用，使其獲得強度。當(dāng)溫度升高時，偏磷酸鋁也會產(chǎn)生分解作用。AlPO4和P2O5、P2O5和Al2O3也可以形成AlPO4，提高結(jié)合體的強度。因此，磷酸鹽磚具有強度高、耐磨性好的特點。工藝措施成型后磷酸鹽磚體內(nèi)含有4%5%。因為是%的水分，所以磚必須干燥，提高機(jī)械強度，有利于運輸、窯的操作，保證產(chǎn)品的外觀質(zhì)量，根據(jù)公司的生產(chǎn)條件，規(guī)定在隧道干燥器中干燥，磚進(jìn)入干燥窯前必須自然干燥，干燥時間在12h以上，進(jìn)入窯的溫度為60?80℃，出入窯的溫度為110?130。溫度、干燥時間不小于48h，干燥后殘留水分≤1%；熱處理在改用煤氣作燃料的倒焰窯內(nèi)進(jìn)行，裝窯輕拿輕放，做到平整、穩(wěn)定、直、松磚拉縫，留有火道。磷酸鹽磚有什么特點？磷酸鹽磚是近年來發(fā)展起來的一種新型耐火材料，采用磷酸鹽結(jié)合燒礬土集料，機(jī)壓成型，采用濃度為42.5%-50%的磷酸溶液作為結(jié)合劑。采用磷酸鋁作結(jié)合劑制成的磚為磷酸鹽耐磨磚。上述兩種磚均為不燒結(jié)磚，Al2O3含量約為80%，具有耐高溫、耐腐蝕、耐急冷熱、耐磨、耐高強度等優(yōu)點，但熱傳導(dǎo)率較高。磷酸鹽磚適用于燒成帶，磷酸鹽耐磨磚適用于冷卻帶和放熱反應(yīng)帶和分解帶的末端。磷酸鹽磚在水泥工業(yè)中被替代為高鋁磚，并被廣泛使用。磷酸鹽磚密度2.77g/cm3。500℃處理后，抗壓強度為105兆帕；500℃熱震63.67兆帕；1000℃熱震16.48兆帕。負(fù)荷軟化溫度在0.6%變形時為1325~1440℃，4%變形時為1495?1550℃。500℃為1.849；800℃為1.777；1000℃為1.748；1300℃為1.910。平均熱膨脹系數(shù)(10~8/℃):500℃6.24；1000℃7.25；1300℃6.53。熱震穩(wěn)定性在1100℃可以承受100次水冷。
因為在生產(chǎn)磷酸鹽磚的同時，燒成磚的生產(chǎn)也很難同時控制原有的工藝參數(shù)，導(dǎo)致干燥車周轉(zhuǎn)不暢，影響成型工藝的正常生產(chǎn)，干燥熱處理時間長，影響交貨期。熱處理過程中窯道預(yù)留不當(dāng)，溫度高，導(dǎo)致窯頂磚坯過度燒(變紅)，底磚坯過度燒(變黑)，大大降低了產(chǎn)品合格率。根據(jù)磷酸鹽磚的干燥基本原理和隧道干燥器、倒焰窯的工作原理，對部分工藝參數(shù)進(jìn)行了改進(jìn)。隧道干燥器一般采用逆流干燥原理，進(jìn)入干燥器的水分高的磚與溫度低、濕度大的氣流接觸不易產(chǎn)生廢品，干燥進(jìn)行到一定階段時，磚中的水分少，此時遇到溫度高、運轉(zhuǎn)度低的熱氣流可以加快干燥過程，磷酸鹽磚含有4%5%的水分，不能直接進(jìn)入隧道干燥器。否則，在干燥過程中(主要排出磚中的水分)，由于受到高溫氣流的沖擊和加熱不均勻，形成急劇不均勻的排水，特別是磚表面明顯硬化后，內(nèi)部急劇排水產(chǎn)生的應(yīng)力作用導(dǎo)致表面產(chǎn)生裂紋，因此必須在空氣中自然干燥一段時間后才能進(jìn)入隧道干燥器。磷酸鹽磚的干燥應(yīng)采用低溫大風(fēng)量干燥法。低溫有利于緩慢均勻排水，避免磚表面早期硬化；大風(fēng)量有利于蒸發(fā)，帶走濕空氣，提高干燥效率。生產(chǎn)實踐表明，自然干燥效率可以進(jìn)入隧道干燥器。
煙囪是一種間歇式窯爐，由于煙囪的吸力，迫使從火箱出來的煙通過產(chǎn)品、吸火孔、支煙道進(jìn)入主煙道，通過煙囪進(jìn)入大氣，窯內(nèi)的氣流采用由上而下的倒焰方式。在低溫階段，窯內(nèi)的傳熱方式主要通過熱煙通過對流傳遞給產(chǎn)品，產(chǎn)品本身通過不穩(wěn)定的導(dǎo)熱方式將熱量從表面?zhèn)鬟f到中心。磷酸鹽磚的熱處理溫度為500?600℃，因此，合理安裝窯，調(diào)整窯內(nèi)擋火墻的高度，使窯內(nèi)氣流順暢，達(dá)到窯內(nèi)溫度均勻，也便于各個溫度范圍的升溫，保溫過程中的窯溫控制，設(shè)置在窯底的吸火孔的作用是排煙，其總面積的大小和分布，對窯內(nèi)擋火墻的操作控制和窯內(nèi)水平截面的溫度均勻性有很大關(guān)系。如果總面積過大，氣流很快就會從吸火孔跑掉，熱量不能充分傳遞給產(chǎn)品，熱量利用較差，消耗較高，窯內(nèi)的熱量不易控制；如果總面積過小，窯內(nèi)的高溫度不易控制；如果總面積過小，則在實際情況下。
為了使窯內(nèi)有足夠的熱氣流在窯內(nèi)流動，防止局部磚塊過度燃燒，達(dá)到磚塊充分熱處理的目的，磚塊與窯頂、門襠火墻之間需要適當(dāng)?shù)木嚯x、磚塊之間的距離、磚塊的寬度、磚塊的大小也必須適當(dāng)。從2.1中的基本原理可以看出，磷酸鹽磚熱處理后的強度取決于磷酸鋁的聚集和反應(yīng)程度，所需溫度在300℃以上。因此，當(dāng)溫度低于300℃時，磚坯可以適當(dāng)?shù)靥岣呒訜崴俣?，以確保磚坯中殘留的自由水和空氣吸附水沒有裂紋。
磷酸鹽磚熱處理過程中的燃燒操作對產(chǎn)品質(zhì)量有很大影響。除了按照溫度系統(tǒng)正確操作外，還需要保證窯內(nèi)的壓力和氛圍。因此，有必要合理調(diào)整閘板和氣體與空氣的比例，以滿足需求。低溫階段(0200℃)主要是排除磚坯中殘留的自由水和大氣吸附水。閘板應(yīng)打開，以增加煙囪的吸力，盡快帶走水。中溫階段(200500℃)主要是焦磷酸鋁的生成和偏磷酸鋁的聚合反應(yīng)。閘板可以適當(dāng)降低，以便更好地控制窯溫，使反應(yīng)充分進(jìn)行；保溫階段應(yīng)降低閘板，提高窯內(nèi)下部溫度，使整個窯內(nèi)溫度均勻一致。止火后打開閘板，窯溫降至300℃后打開窯門，使窯溫迅速下降，盡快離開窯。在整個升溫過程中，窯內(nèi)的溫度、升溫速度、氣氛、壓力都在發(fā)生變化，因此需要精心調(diào)節(jié)氣氛和閘板的位置，使熱處理在微氧化氣氛中進(jìn)行。