高鋁質(zhì)耐火材料因具有高溫強(qiáng)度高，耐磨性好、抗震、抗化學(xué)侵蝕等特性，尤其在水泥窯爐中得到了廣泛的應(yīng)用。為了更好地發(fā)揮高鋁磚的優(yōu)良特性，提高其使用壽命，就必須在原料顆粒級(jí)配、結(jié)合劑的加入量、機(jī)壓成型及燒成制度方面采取有力措施。
1：原料提高原料純度是提高高鋁制品性能的途徑之一，隨著Al2O3含量的提高，高鋁制品中的主要晶相莫來石和剛玉的數(shù)量增加，玻璃相相應(yīng)地減少，制品的耐火性能則隨之提高，同時(shí)要控制原料中的雜質(zhì)鐵及其它堿性氧化物（RO、R2O）等的量，因這些雜質(zhì)都屬于低熔物，如果其含量大則必然導(dǎo)致制品高溫性能下降。
根據(jù)理論和實(shí)踐，采用一、二等高鋁礬土加入少量軟質(zhì)粘土，能制得荷重軟化溫度和耐壓強(qiáng)度均較高的制品，并能提高制品的成型和燒結(jié)性能。原料技術(shù)指標(biāo)如表1：
表1
2 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，耐火材料最大粒徑與顆粒級(jí)配合良好，將使制品獲得較好的密實(shí)型和高溫性能。
細(xì)粉部分起填充空隙的作用，使其對粗顆粒進(jìn)行包裹和黏附，細(xì)粉部分包括熟料細(xì)粉和粘土細(xì)粉，同粗顆粒相比，細(xì)粉只有較高的比表面積，且晶體結(jié)構(gòu)不規(guī)整、活性大，易于結(jié)合劑作用直接影響制品的各種性能。
結(jié)合劑采用軟質(zhì)粘土和紙漿廢液，有利于成型。根據(jù)最緊密堆積原理，采用“兩頭大、中間小”的配料原則，為提高制品的高溫強(qiáng)度及高耐磨性，故適當(dāng)增加粗細(xì)顆粒的加入量。根據(jù)實(shí)際情況及窯用試驗(yàn)，采用表2中的級(jí)配：
表2
制品可達(dá)表3中的技術(shù)指標(biāo)：
表3
3 混料
混煉的目的就是使不均勻物料的成分和顆粒度均勻化，促進(jìn)顆粒接觸和塑化，排除氣體，有利于成型和提高燒結(jié)性能。
如果混煉不均，細(xì)粉和粗顆粒之間分布不均，空氣拍不出來，成型時(shí)極易造成大量層裂，同時(shí)在制品燒制過程中，其物理化學(xué)反應(yīng)也存在不均勻性，生成的各種礦物分布不均，而且由于內(nèi)應(yīng)力的增大，而使制品內(nèi)裂，高溫性能下降。
4 成型
制品的體積密度大小直接影響著其高溫強(qiáng)度和耐磨性。根據(jù)制品理化性能要求的指標(biāo)，采用半干法成型，成型水分要求：4.5%~4.8%，試驗(yàn)證明水份低于和高于這個(gè)范圍，容易引起成型困難和層裂，壓力機(jī)采用630噸壓力機(jī)，噸位太低的壓力機(jī)不易生產(chǎn)出高密度的高鋁磚，且極易損壞壓力機(jī)。
5 燒成
半成品經(jīng)干燥后，即可裝窯燒成，燒成時(shí)的物理-化學(xué)反應(yīng)主要有：
（a） 結(jié)合粘土的脫水分解并莫來石化過程：
（b）熟料中未完成的二次莫來石化反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行：
（c） 結(jié)合粘土莫來石化后剩余的SiO2與剛玉作用形成二次莫來石，并伴有體積膨脹：
（d）在高溫液相作用下，坯體燒結(jié)，同時(shí)促進(jìn)剛玉莫來石的重結(jié)晶作用。
根據(jù)以上基本反應(yīng)和所采用原料特性，采取如下的燒成制度：裝窯、因制品燒成溫度接近于其高溫荷重軟化溫度，裝窯車時(shí)碼垛不能過高，高度為500mm~700mm。高密度磚應(yīng)碼在上層，用倒焰窯燒成時(shí)，需用硅磚搭架。
燒成600℃以下時(shí)，升溫速度慢些，以避免水分排出過快而引起開裂。中溫階段的升溫速度對制品質(zhì)量影響不大，關(guān)鍵在于最高燒成溫度和在該溫度下的保溫時(shí)間的長短，用隧道窯燒成時(shí)，高溫帶1500℃~1600℃保溫時(shí)間20小時(shí)左右，用倒焰窯燒成時(shí)，燒成溫度為1430℃~1450℃，保溫40小時(shí)左右。
另外，為使剛玉和莫來石重結(jié)晶作用充分進(jìn)行并消除黑心，在用倒焰窯燒成時(shí)，在高溫階段采用還原性火焰，然后在保溫及緩冷階段用弱氧化性火焰，保持冷卻到1200℃左右，有利于液相中的微小晶粒脹大，應(yīng)用隧道窯燒成時(shí)，高溫段帶用弱氧化火焰較適宜。
采用以上措施后，不僅使高鋁磚的常溫和高溫性能得到了改善和提高，而且還大大提高了制品的合格率。經(jīng)使用廠家的實(shí)踐證明，其使用壽命大大延長，從而提高了經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。