目前，我國熱電行業旋風爐應用較多，其特點為：燃燒后的灰以液態渣的形式存在，減少了固態灰的環境污染。而液態渣遇水形成固態渣，又減少了灰的飛揚，便于應用與貯存。雖然在旋風爐內大量的灰形成液態渣，但是仍有未燃盡的煤粉及大顆粒灰被吸到二次風室繼續燃燒，形成灰渣沉積，工藝上稱為二次燃燒室。其燃盡的灰由旋風筒飛過沉積在爐底，在高溫(1500—1550℃)下形成液相，流向旋風筒底再次排出，為此二次爐底的耐火材料需承受：(1)高溫融渣的沖刷和侵蝕作用，(2)渣中氧化鐵質和二氧化硅質在還原氣氛時被還原形成鐵硅合金融渣破壞爐底，(3)因爐體為金屬管構成，其膨脹、收縮對耐火材料的破壞作用，(4)點爐后，未形成渣以前煙氣及灰顆粒的高速沖刷等，以上這些因素是應用傳統GD-170水泥結合高鋁澆注料使用壽命只能維持一年左右的原因，與熱電行業要求鍋爐每三年大修一次的期限相差甚遠，同時熱電行業每停爐一次耗費的點爐用油達5萬元以上，因停產修爐造成的經濟損失就更大，所以研制一種能使二次燃燒室爐底磷酸鹽結合高鋁澆注料壽命達到3年的新產品顯的尤為重要。
在總結各種材料應用特點的基礎上，結合二次室工況，新型磷酸鹽結合高鋁澆注料的設計應考慮：
(1)提高(gao)材料(liao)的中(zhong)溫(wen)強(qiang)度(du)，使材料(liao)結(jie)構致(zhi)密，提高(gao)抗(kang)沖刷能(neng)力(li)。因為水(shui)泥結(jie)合(he)(he)澆注料(liao)，初期強(qiang)度(du)高(gao)，中(zhong)期強(qiang)度(du)低(di)。其原因是水(shui)泥中(zhong)存在大量鈣質(zhi)，中(zhong)高(gao)溫(wen)時(shi)與鋁質(zhi)、鐵質(zhi)形成低(di)熔點礦(kuang)物(wu)CAS2和(he)C2AS，這不僅(jin)增加材料(liao)在使用時(shi)的液相量，改變礦(kuang)物(wu)組成，降低(di)材料(liao)耐(nai)火(huo)性能(neng)，而(er)且(qie)還會隨溫(wen)度(du)變化(hua)產生體積效應，從(cong)而(er)導(dao)致(zhi)材料(liao)的熔蝕和(he)剝(bo)落(luo)。水(shui)泥結(jie)合(he)(he)劑(ji)(ji)屬于(yu)(yu)水(shui)硬(ying)性結(jie)合(he)(he)劑(ji)(ji)，而(er)磷(lin)酸鹽結(jie)合(he)(he)劑(ji)(ji)屬于(yu)(yu)熱硬(ying)性結(jie)合(he)(he)劑(ji)(ji)，該(gai)結(jie)合(he)(he)劑(ji)(ji)常溫(wen)下硬(ying)化(hua)慢，強(qiang)度(du)低(di)，但在高(gao)于(yu)(yu)常溫(wen)而(er)低(di)于(yu)(yu)燒結(jie)溫(wen)度(du)時(shi)可以較快硬(ying)化(hua)且(qie)強(qiang)度(du)很高(gao)，因此是較理想的結(jie)合(he)(he)劑(ji)(ji)。
(2)改(gai)善(shan)高(gao)(gao)溫燒(shao)結性能(neng)(neng)(neng)。材料在(zai)(zai)高(gao)(gao)溫時(shi)能(neng)(neng)(neng)否達到燒(shao)結，是材料抗(kang)沖刷(shua)與腐蝕的(de)關鍵內容。灰在(zai)(zai)高(gao)(gao)溫下形(xing)成熔(rong)(rong)渣，硅(gui)鐵(tie)合(he)金也是在(zai)(zai)高(gao)(gao)溫下形(xing)成。如果(guo)高(gao)(gao)溫熔(rong)(rong)渣與合(he)金不能(neng)(neng)(neng)破壞已(yi)燒(shao)結的(de)材料，則抗(kang)沖刷(shua)能(neng)(neng)(neng)力(li)就強(qiang)(qiang)。由于(yu)GD-170水(shui)泥(ni)材料基質中(zhong)材料以高(gao)(gao)鋁細粉(fen)和結合(he)黏土為主(zhu)，在(zai)(zai)高(gao)(gao)溫時(shi)形(xing)成大量玻璃相，所以抗(kang)侵蝕和沖刷(shua)能(neng)(neng)(neng)力(li)很低(di)。為改(gai)變這一狀況，試驗中(zhong)選(xuan)擇加(jia)入(ru)(ru)氧化(hua)鋁粉(fen)及添加(jia)劑，使得材料在(zai)(zai)高(gao)(gao)溫時(shi)減(jian)少(shao)玻璃相含量，同(tong)時(shi)還(huan)可形(xing)成大量莫來石主(zhu)晶相，增強(qiang)(qiang)抗(kang)侵蝕能(neng)(neng)(neng)力(li)，特別是氧化(hua)鋁以微(wei)粉(fen)形(xing)式加(jia)入(ru)(ru)，可改(gai)善(shan)結構(gou)制(zhi)品的(de)致密性，減(jian)少(shao)滲透性熔(rong)(rong)損(sun)。
1實驗
1. 1 原料
主要原料為高鋁礬(fan)土、亞白(bai)剛玉、氧化鋁粉、結(jie)合黏土，其成分和物料粒度(du)見表1，2。
輔(fu)助(zhu)原料為磷酸鹽、NF減(jian)水劑、外加劑(TS - 1，GS - 6，NT-8)。
表1主要原材料成分 % 
表2物料(liao)粒度分布表 mm
表3 實驗(yan)選用外加劑DS-1，GS-6和NT - 8制(zhi)得制(zhi)品(pin)的物理性(xing)能(neng)
結果分析
選用三種不(bu)同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)外加劑(ji)，在制(zhi)(zhi)備(bei)試樣時，發現坯料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)流動(dong)性能不(bu)一(yi)樣，其流動(dong)性能為TS-1>GS-6>NT-8，而且卒(zu)加入外加劑(ji)量相(xiang)同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)條件下，當使(shi)用NT—8時，仍需(xu)加入少量水坯料才(cai)具有(you)(you)(you)流動(dong)性，這(zhe)是NT外加劑(ji)存(cun)在的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)普遍現象。試樣經燒(shao)成后，加有(you)(you)(you)TS-1的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)，制(zhi)(zhi)品表面(mian)有(you)(you)(you)一(yi)定(ding)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)玻璃相(xiang)，可能是由(you)于(yu)外加劑(ji)TS-1高(gao)溫氧(yang)化作用產生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de);加有(you)(you)(you)GS-6的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)制(zhi)(zhi)品表面(mian)致(zhi)密，燒(shao)結良好(hao)，加有(you)(you)(you)NT-8的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)制(zhi)(zhi)品表面(mian)有(you)(you)(you)少量微裂(lie)紋。從斷面(mian)觀察：加有(you)(you)(you)TS-1的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)制(zhi)(zhi)品較致(zhi)密，加有(you)(you)(you)GS-6的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)制(zhi)(zhi)品完整、非常致(zhi)密，而加有(you)(you)(you)NT-8的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)制(zhi)(zhi)品則疏松(song)并有(you)(you)(you)氣孔。
從(cong)鉆孔熔(rong)融(rong)侵蝕(shi)情況觀察：加(jia)有(you)(you)TS-1的(de)(de)制品侵蝕(shi)熔(rong)蝕(shi)最大，直徑增大1.1mm，這是由于TS型(xing)添加(jia)劑與熔(rong)渣直接反(fan)(fan)應，出(chu)現互(hu)熔(rong)現象造成(cheng)的(de)(de)；加(jia)有(you)(you)GS-6的(de)(de)制品熔(rong)蝕(shi)最小(xiao)；加(jia)有(you)(you)NT-8的(de)(de)制品有(you)(you)熔(rong)蝕(shi)現象，渣與產品粘結很緊，也存在基質與渣的(de)(de)反(fan)(fan)應。
從耐磨(mo)損度看(kan)，加(jia)有(you)TS-1的(de)制品(pin)(pin)由于(yu)表面有(you)一定玻璃相而(er)存在一定的(de)堅硬燒結層，但磨(mo)損一層后(hou)里層的(de)抗磨(mo)能力下(xia)降;而(er)加(jia)有(you)GS-6的(de)制品(pin)(pin)，由于(yu)燒結致密，基質與顆粒緊密連接，抗磨(mo)能力明顯(xian)增強；而(er)加(jia)有(you)NT-8的(de)制品(pin)(pin)，由于(yu)二次(ci)莫(mo)(mo)來石(shi)化嚴(yan)重，而(er)二次(ci)莫(mo)(mo)來石(shi)化引(yin)起(qi)的(de)膨脹量(liang)大(da)于(yu)物料(liao)的(de)收(shou)縮(suo)量(liang)，導致制品(pin)(pin)膨脹，產生微裂紋(wen)，進而(er)使產品(pin)(pin)燒結較(jiao)差，造(zao)成抗磨(mo)能力較(jiao)低。
對(dui)于(yu)(yu)所使(shi)(shi)用的(de)(de)三種外加(jia)(jia)(jia)劑，由于(yu)(yu)GS~6的(de)(de)入(ru)使(shi)(shi)物料(liao)具有較好(hao)的(de)(de)分散(san)性(xing)和流動性(xing)，同(tong)時(shi)可使(shi)(shi)制(zhi)品中產生的(de)(de)莫來石基質(zhi)量增加(jia)(jia)(jia)，有利于(yu)(yu)制(zhi)品高溫性(xing)能的(de)(de)增強。而(er)TS-1的(de)(de)加(jia)(jia)(jia)入(ru)，因(yin)在燒結開始時(shi)表面出(chu)現液相，使(shi)(shi)得氣孔封閉，阻止了內部的(de)(de)進一步燒結，對(dui)制(zhi)品的(de)(de)高溫性(xing)能產生不利影響。NT-8的(de)(de)加(jia)(jia)(jia)入(ru)，可使(shi)(shi)加(jia)(jia)(jia)入(ru)物與顆(ke)粒連接緊(jin)密，但(dan)高溫下膨脹(zhang)使(shi)(shi)得材料(liao)強度下降。
綜合各種(zhong)因素(su)的影響(xiang)，宜選(xuan)用GS-6做為該制(zhi)品的外加劑(ji)。經(jing)上述工藝(yi)制(zhi)備的制(zhi)品在某廠旋風爐上使用，效(xiao)果良好，較其(qi)它產品顯示出了較大(da)的優越(yue)性。
結論
(1)用外(wai)加劑GS-6，可有(you)效的改善材料的燒結性能，產品抗侵蝕、抗沖刷能力(li)增強(qiang)。
(2)采(cai)用具有中高溫強(qiang)度的磷酸鹽(yan)做結(jie)合(he)劑(ji)，顯著降低(di)了由于高鋁水(shui)泥結(jie)合(he)劑(ji)引起的膨(peng)脹(zhang)與剝落。
(3)增加剛(gang)玉(yu)材(cai)料改(gai)善了(le)基質(zhi)中剛(gang)玉(yu)晶相，提高了(le)基質(zhi)強度(du)，提高了(le)抗熔(rong)滲能(neng)力(li)。