磷酸盐结合耐磨砖并非通过传统陶瓷烧结而成,而是采用磷酸或磷酸盐溶液作为结合剂,与耐火骨料和粉料(通常为高铝矾土熟料)混合,经困料、压制成型、低温热处理(400~600℃)而制成的化学结合耐火制品。
结合机理
其强度主要来源于磷酸与原料中的铝、硅等氧化物发生化学反应,生成磷酸盐聚合物(如AlPO₄),这些聚合物形成网状结构,将骨料和粉料颗粒紧密地结合在一起。
与烧结砖的区别
它不依赖高温烧结产生陶瓷结合,因此砖体中不含玻璃相,性能更优越。
| 特性 | 描述 |
|---|---|
| 超高强度与耐磨性 | 最突出的优点。冷态和热态强度都很高,能抵抗高速气流和固体物料的剧烈冲刷和磨损。这是它得名“耐磨砖”的原因。 |
| 优良的抗热震稳定性 | 由于是化学结合,砖体内部无玻璃相或很少,韧性较好。在温度急剧变化时,不易产生开裂和剥落。 |
| 较高的耐火度 | 取决于所用原料(一般为高铝质),耐火度可达1500℃以上,能满足大多数高温窑炉的需求。 |
| 良好的耐化学侵蚀性 | 对酸性炉渣和气氛有一定的抵抗能力。但对强碱性和高钙环境的抵抗性稍弱。 |
| 不足 | 在高温下(>1300℃)长期使用,磷酸盐结合剂会分解,强度会有所下降。不耐碱侵蚀。 |
凭借其卓越的耐磨性能,它被广泛应用于冲刷和磨损极其严重的部位:
水泥行业(最大用户)
回转窑的过渡带:此区域窑皮不稳定,温度波动大,物料冲刷严重,是磷酸盐砖的经典应用位置。
窑口护铁部位:出料口区域,受到高温熟料的不断冲刷和撞击。
冷却机(篦冷机)热端、三次风管、旋风预热器等易磨损部位。
冶金行业
高炉炉身中下部:抵抗炉料下降的磨损和煤气的冲刷。
热风炉球顶、燃烧室等部位。
循环流化床(CFB)锅炉的旋风分离器、炉膛等部位。
其他行业
石灰窑、陶瓷窑炉、垃圾焚烧炉等任何存在严重机械磨损和热冲击的工业窑炉。
优点:
耐磨性能极其出色,寿命长。
抗热震性好,不易剥落。
生产工艺相对简单,能耗较低(只需低温热处理)。
缺点:
高温性能有极限,不适合用于烧成带等最高温区域。
耐碱性侵蚀能力较弱。
储存时需防潮,以免结合剂提前反应导致砖失效。
砌筑:与普通耐火砖类似,需要使用特定的耐火泥浆(通常是配套的磷酸盐泥浆)进行砌筑,确保砖缝饱满。
烘炉:新砌好的炉子必须按照严格的烘炉曲线进行烘烤。
目的:排除砖体和砌缝中的物理水和结晶水,并使磷酸盐结合剂进一步聚合反应,达到最终强度。
如果烘炉过快:水分急速蒸发会导致砖体爆裂或强度无法正常形成。