磷酸盐一般以xM2O·yP2O5组成来表示，按x与y的比值R可分为正磷酸盐(R=3)、聚磷酸盐(2>R>1)、偏磷酸盐(R=1)、超磷酸盐(1>R>0)和五氧化二磷(R=0)。在本文中，磷酸盐指的是正磷酸盐，即R=3，化学式为M3PO4，结构为含有1个磷原子的结构，且主要讨论正磷酸(H3PO4)和磷酸二氢铝[Al(HPO4)3]结合剂。

一、几种磷酸盐结合耐火可塑料的配比及性能

20世纪70年代，洛阳耐火材料研究所对磷酸结合高铝质可塑料进行了系统研究，确定其配比(w)为：5~3mm的Ⅱ等高铝熟料30%，<3mm的Ⅰ等高铝熟料30%，<0.1mm的Ⅰ等高铝熟料20%，<0.088mm的锆英石粉10%，<0.1mm的焦作黏土10%，外加磷酸6%，草酸2%，水6%。该可塑料性能良好。

Zheng等研究了锆英石加入物对磷酸盐结合高铝质可塑料性能的影响，锆英石的加入显著提高了其高温强度，是因为磷酸锆和少量莫来石的形成。

其配比(w)为：特级高铝矾土熟料7~3mm占5%~30%，3~0.21mm占35%~40%，莫来石细粉6%~9%，α-Al2O3微粉3%~5%，SiO2微粉2%~3%，膨胀剂蓝晶石5%~9%，增塑剂软质黏土12%~15%，结合剂为磷酸二氢铝和硫酸铝混合结合剂9.5%。

丁钰等研究了草酸对磷酸盐结合高铝质可塑料性能的影响。可塑料110℃的强度随草酸加入量增加先下降后增加，草酸适宜加入量为3%(w);1100℃的强度先增加后减少，草酸适宜加入量1%(w)。

赵洪伟等研制了用于加热炉烧嘴的可塑料，使用效果好于普通高铝质低水泥浇注料，其理化性能列于表1。

表1高铝质可塑料的理化性能

王其瑜研究了硫酸铝结合高铝质可塑料，得到了磷酸最佳加入量，其配比(w)为：≤6mm高铝熟料骨料65%，<0.088mm高铝熟料粉21%，<0.088mm结合黏土12%，<0.088mm锂辉石2%，硫酸铝溶液相对密度1.23，质量浓度40%的磷酸加入量2%。该可塑料性能列于表2.

表2均热炉用可塑料的物理性能

郑肖悟采用Ⅰ等高铝矾土熟料为粗、中颗粒，SiC为中、细颗粒，Ⅱ等高铝矾土熟料细粉，刚玉细粉，氧化铝粉和石墨粉为原料，磷酸二氢铝为结合剂，黏土为增塑剂。草酸为缓凝剂生产了冲天炉用Al2O3-SiC-C质耐火可塑料。其理化性能见表3。

表3 Al2O3-SiC-C质耐火可塑料的理化性能

周刚德等研发了一种高性能可塑料。研究选择特等高铝矾土熟料，可保证可塑料的保湿性能。其配比为：粒度≤10mm占55%~65%，粉料占35%~45%;结合黏土为广西白泥200目5%~15%;膨胀剂蓝晶石150目5%;α-Al2O3微粉和SiO2微粉，加入量6%~12%。磷酸可塑料强度高，保湿性差;硫酸铝可塑料保湿性好，但强度低，水玻璃可塑料，短期保湿性好，但保存期长时，施工性能恶化，为此确定磷酸与硫酸复合使用，可塑料保湿性好，高温强度也好。外加剂有机酸(草酸)、糊精、油性添加剂，可减少可塑料结大块现象，保湿性也好。研制的可塑料的理化性能列于表4。该可塑料的可塑性指数为28%左右。

表4可塑料的技术指标

王京京等研究了不同结合剂对高铝可塑料性能的影响。原料与配比为：Ⅲ等高铝矾土熟料5~3mm20%，3~1mm37%，≤1mm35%;黏土≤0.045mm8%，外加剂0.2%，三种结合剂(分别是：A，自来水6%;B，饱和硫酸铝溶液8%;C，饱和硫酸铝溶液3%和磷酸二氢铝溶液5%)。研究了自来水、饱和硫酸铝溶液、饱和硫酸铝溶液+磷酸二氢铝溶液3种结合剂对高铝可塑料性能的影响。结果表明：以硫酸铝为结合剂的保质期最长，以磷酸二氢铝+硫酸铝为结合剂的保质期最短;分别以硫酸铝和硫酸铝+磷酸二氢铝为结合剂的试样烘干后耐压强度高于以水为结合剂的;3种结合剂结合试样的体积密度和荷重软化温度(变形量分别为0.5%、1%、2%)相差不大。

中钢洛耐院申请了“一种长保存期磷酸结合高铝质可塑料及制备方法”的专利，其配比(w)为：粒度为5~0.088mm的烧结矾土颗粒占50%~60%，粒度<0.088mm的烧结矾土细粉占15%~30%，水曲柳黏土占2%~8%，钠基膨润土占3%~9%，活性α-Al2O3微粉占2%~11%，挂石粉占3%~5%，结合剂为浓度65%的磷酸外加8.5%~13%，缓蚀剂外加1%~3%。

可塑料的生产工艺过程如下：先用水把质量浓度为85%的磷酸调成50%溶液。加入草酸溶解后作为结合剂备用。在湿碾机上，加入骨料、细粉和结合黏土，干混3min，加结合剂9%(w)，湿混8~10min，出料用塑料薄膜覆盖，困置若干天后重新入湿碾机，再加入2%(w)的水，湿混10~15min，出碾，入230mm×200mm×50mm上盖钢模板的木模，用汽锤捣打，成型的泥饼，出模每4块叠在一起，用塑料膜包装。一般水分控制在10%(w)左右，水分过低捣打困难，表面出现开裂，且不易打密;水分过大，泥料下塌，不能保证施工厚度。可塑料的可塑性指数控制在25%~35%，低于15%太硬，高于35%太软。

二、耐火可塑料的施工作业工序

耐火可塑料最重要的问题是作业性(可塑性)的提高与保持(存放期)。

可塑料用结合黏土作结合剂，河村淳一提出要用有机和无机化合物来补充其不足的性能以便提高黏土的可塑性：1)提高吸湿性;2)用黏土与有机物的混合物提供保护胶体的作用;3)促使含于黏土中的腐殖质稳定分散成溶胶化(用NaOH，KOH，NH3和水等均有效);4)把阻碍胶溶的离子作为不溶性的盐排除出系统外，如Ca+2→CaSiO3↓，SO2-4→BaSO4↓，胶溶能力大小排序，阳离子Li>Na>K>NH4>Ca>Sr>Ba>Co>Al>H，阴离子OH>CO3>P207>PO4>CNS>I>Br>Cl>N03>F>SO4;5)避免加入会降低水的表面张力的添加剂;6)增加水的构造的刚性;7)使胶体粒子粘结(胶体氧化硅，胶体氧化铝);8)避免降低可塑性的空气混入(采用真空挤泥工艺生产);9)添加极性物质(胺系化合物的加入增加“弹性”);使水具有粘性(添加甘油等);10)添加不饱和油脂(利用其自身氧化而聚合反应hU)添加粘性高的物质(聚乙烯醇，羧甲基纤维素，醋酸乳状液，糊精，淀粉，丙烯酸脂系类物质，糖蜜，邻苯二甲酸二丁酯和氯化石蜡等;12)对黏土具有分散剂和胶溶剂的藻肮酸盐和木质素磺酸盐等;13)用焦磷酸钠改善可塑性。

文献提出的作业性的保持方法如下：1)防止水份散失，如加入吸湿性物质(苛性碱)和加入能提高水沸点的多元醇(甘油等);2)用非反应性物质硅酮包裹高铝骨料颗粒抑制磷酸与Al2O3反应生产不溶的磷酸铝;3)加入掩蔽剂，延缓不溶性正磷酸铝生成，掩蔽剂有机酸和无机酸，有机酸有草酸、柠檬酸、酒石酸、醋酸、琥珀酸、葡萄糖酸、乙酰丙酮、5-磺酸乙杨酸、糊精和糖蜜等;无机酸有硫酸和硼酸。具有代表性的草酸络合剂的作用机制解释如下：草酸根离子在水溶液中能与金属离子生成稳定的螯合物，草酸根离子在酸性溶液中可隐蔽铝，铜和铁(瓜)离子，并溶解氧化铁，草酸根通过两个空间位置不同的氧原子和中心离子Me，例如Al3+发生络合作用，其和中心离子生成环链(结构为)，构成五元环。有机化学中最稳定的，含有最低自由能的环是五元环和六元环;4)加入缓蚀剂(如NH-66)，减缓铁和氧化铁在酸性介质中发生如下反应：Me+H+→M+3+[H]。该反应有如下坏处：消耗磷酸，使反应Al(H2PO4)3=ALPO4·nH2O+2H3PO4向右进行，加速了可塑料的硬化，影响保存期;对生产施工设备腐蚀，腐蚀物污染可塑料;[H]聚为氢气，造成鼓胀，严重时可使可塑料开裂松散。为此加入缓蚀剂，国内生产的缓蚀剂有西安石化研究所生产的NH-66，山东东营生产的DF-2，北京冶金建筑研究院生产的YJ型酸性缓蚀剂;美国化学涂料公司生产的Rodine78;以及Cr03，双丙酮酒精，磷酸铁等。

陈德令、肖玲珠等提出的提高可塑料强度的方法有：加入超微粉2%(w)，如SiO2超微粉;加入α-Al2O3纤维1%~5%(w)。

块状可塑料的施工方法：

可塑料加热炉炉顶的施工，吊挂式可塑料炉顶，平顶部分模板的安装，用两头带螺纹的螺杆，上端穿过搁置于炉顶两根吊挂用的钢管上的方木，下端穿过模板托夹，两头用螺帽调节距离，以使吊挂好的锚固砖下表面与模板之间的距离为5~8mm。拱顶与平顶过渡部分，在靠拱顶处支撑一拱胎，靠平顶处支一方木，在

拱胎与方木之间，订上木板条，形成拱顶到平顶的过渡曲面，模板随施工进程逐渐架设。施工前在吊挂钢管上，表明锚固砖的固定位置，锚固砖中心间距采取300mm×320mm，炉顶厚度230mm，描固砖材质有高铝质和莫来石质。从拱顶与平顶过渡曲面开始施工，捣打方向平行于施工体加热面。第一排料坯直接与拱顶砖接触，并靠拱顶砖顶住。第二排料坯与第一排料坯错缝排列，第三排料坯又与第二排料坯错缝排列，如此重复操作。可塑料块的排列不留间隙紧密排列，捣打采用10-6型风锤，风压0.6MPa，锤头须带橡皮头。可塑料块排完后，首先要以45°的角度充分捣固料块上部边角，梗料坯位S固走，鍊岩搂捶头直径的1/2重叠捣打，捣锤要垂直捣打面，左右上下顺序反复捣固，直到充分捣固密实为止，同一断面上的捣打进度应同时并进，捣打次数与轻重应大体一致。挂银固砖时，为了保证描固砖的凸凹牙齿与可塑料紧密咬合，用橡皮锤头直接捣打锚固砖体，使锚固砖体嵌入可塑料一定深度，一般约为砖体厚度的1/3~1/4，然后在挂钩与砖顶面之间打入楔子固定位置，再铺下一层继续捣打。炉顶膨胀缝沿长度方向，每隔3m留一条，沿宽度方向不留，膨胀缝材可用聚乙烯波纹板或三层油毛毡纸加三层纸叠在一起使用。捣打中如料坯较千时，可用喷雾器喷洒少量水，炉顶厚度高出230mm要铲除，达不到高度的要返工处理。当施工到离端墙600mm时，可从两侧向中间捣打。施工到只剩800mm时，从炉墙外进行捣打，直至收口。施工完后，拆除模板前，对炉顶上表面进行修整，高出部铲平。铺上预制件保温板，膨胀缝上表面铺耐火砖压缝，经过自然干燥后，拆除模板，修整下表面，锚固砖下端表面四周可塑料用小锤捣紧，炉顶下表面扒毛，打通气孔，通气孔间距150mm×160mm，孔径5mm。深度为炉顶厚度的2/3。烘炉曲线如下：

于书伟等介绍了预加载荷，拉模施工工艺。其特点是木模砖的制作，按实际锚固砖的1：1比例制作，炉顶用木模砖需要制作两种;一种木模砖(锚固砖挂到炉顶上时)上垂直于炉膛中心线的1个表面不加成沟槽，刨平即可，其余5个面按锚固砖实际尺寸加工，按实物砖数量的五分之一准备;另一种木模砖上平行于炉膛中心线的1个面不用加工成沟槽，刨平即可，其余5个面按锚固砖实际尺寸加工，准备10块即可。安设锚固砖或吊挂砖前，应用与此同齿形的木模砖楔紧，打入可塑料，形成齿印后，再将锚固砖嵌入，楔紧固定。吊挂砖与吊挂梁之间必须楔紧。炉顶吊挂锚固砖，吊挂钢筋环与吊挂钢管的接触要靠严拉紧，并处于受力状态，以防止炉顶拆模时下沉。

均热炉炉口墙和突出带及突出带以上四边炉口可塑料的施工为：

在施工部位炉壳先焊接，安装锚固金属构件，接着便架设脚手架及支设模板，清扫边界底面耐火砖的渣与灰后，洒少量水润湿，然后铺置第一层可塑料块，用套有橡皮锤的风动锤充分捣实，捣打方向与施工体的加热面平行，捣锤按照锤头重合2/3的速度前进，并按横纵方向捣3~4遍，以使可塑料块充分结合，成为设有间隙的均质整体，第一层捣打结实后，用钢耙打毛表面，再在其上铺置第二层可塑料块，然后逐层铺置，铺置时炉内侧壁(工作面)尽量使用无缺损的完整形状的块体碎片或修整后的小块用于外侧，随着进行，按计划将锚固砖固定在规定位置，并注意打实锚固砖周围的可塑料，使锚固件与可塑料结合严密。膨胀缝，膨胀线及排气孔的留设，膨胀缝用4~5mm厚的波浪形硬纸板垂直炉钢壳夹于捣打的可塑料之间，烘炉时此纸板烧掉而形成贯穿炉墙的波浪型断缝，这种膨胀缝干燥时集中收缩，加热时成为膨胀缝。再捣打完成，立即拆除模板后，用开缝刀在炉墙表面开设宽5~6mm，深70mm的沟槽，称为膨胀线，其目的是使可塑料施工整体收缩时表面产生规则的裂缝及解决表面膨胀问题。接着在施工体的炉墙工作面每隔150mm钻排气孔一眼，排气孔φ6mm交错成行，深度约为炉墙厚的2/3，排气孔使施工体干燥升温时深部产生的蒸气容易散发出来，同时它具有缓冲在严重干燥升温中产生的收缩和膨胀作用。施工完毕，待自然干燥12~24h后便点火烘炉，最高温度为1380~1400℃。

可塑料的喷涂施工方法有：

(1)上海宝钢采用喷涂新工艺对可塑料采用喷涂施工。可塑料喷涂设备必须为实现可塑料喷涂工艺而开发的专用设备——喷涂机，主要由造粒机、输送皮带、喷射泵、输送软管以及特制的喷嘴等组成。

喷涂施工法与捣打施工法比较，有如下优点：施工效率提高三倍以上;施工时不需要模具;无振动损害;用压缩空气把材料送至喷枪口，无需搬运材料。

可塑料喷涂施工已应用到加热炉顶，水泥窑入口部和垃圾焚烧炉上。

散装可塑料的施工。

十九冶筑炉公司介绍了散装可塑料在加热炉炉顶的施工方法。炉顶散装可塑料的施工，采取垂直于受热面方向捣打(这与块状可塑料平行与受热面捣打不同)。散装可塑料施工采用分段(炉顶自然段)，成片或全炉顶铺模板，但要适当减小吊杆间距，防止模板挠曲。锚固砖是在可塑料施工前，依据支模面积分几次或全炉顶一次性吊挂。一次铺料厚度不应超过100mm，本工程炉顶设计厚度230mm，分四次成型，恰好锚固砖有四个齿槽，每次铺料到上一个齿槽，经捣打后压缩到下一个齿槽，铺料应基本平整，遇到大团料块及时打碎。模板上不准堆放材料。

采用杭州产10-06型风动捣锤，锤头另加专用橡胶锤套，每把捣锤配置3~4个橡胶锤套，以备更换，捣锤供风压力0.4~0.6MPa。按照锤与锤重叠2/3，行与行重叠1/2，纵横各捣两遍，共四遍。锚固砖周围的可塑料，应两人在左右，前后同时捣打，以防锚固砖扭斜。这种炉顶施工方法，不存在合缝问题。由于施工面积大，需谨防异物或杂质铁进人料层中，影响质量。

三、可塑料预制件的制作与使用：

王史堃介绍了用可塑料预制块对加热炉水冷管包扎的施工方法。将磷酸和硫酸铝溶液结合高铝质可塑料用风铲或夹板锤加工成特制的预制块形状，分纵水管包扎预制块，单横管包扎预制块和横管包扎预制块。施工时在水冷管上包上耐火纤维毡后，用一正一反咬合的两块预制块即可挂在水冷管上，水冷管交叉部位用可塑料捣打。

加促凝剂到磷酸盐结合高铝质可塑料里让其尽快固化，是可塑料应用的另一种思路。

李美亭等研究了烧结镁砂加入量对磷败盐结合高铝质可塑料性能的影响。结果表明：镁砂对可塑料起到促凝和促烧结作用，随着镁砂加入量增大，促凝时间缩短，经110℃热处理后试样常温强度逐渐增大，经1100℃热处理后试样常温强度呈先增大后减小趋势。当镁砂加入量为5%(w)，1100℃热处理后试样常温强度和结构致密性可处于最高值，耐磨性有所降低，试样矿物相组成中包括刚玉、莫来石和堇青石相。

罗旭东等研究了水泥种类对高铝质耐磨可塑料性能的影响。试验基础配方(w)为：45%均化高铝矾土骨料、20%均化高铝矾土细粉、12%α-Al2O3微粉、5%SiO2微粉和13%磷酸二氢招/磷酸(质量比1：1混合)结合剂，并在基础配方中分别对应加入5%的60水泥(w)(Al2O3)=60.83%，w(CaO)=34.53%)、65水泥(w(Al2O3)=66.50%，w(CaO)=31.40%)、70水泥(w(Al2O3)=70.94%，w(CaO)=26.56%)和75水泥(w(Al2O3)=76.02%，w(CaO)=19.32%)。结果发现：1)发现铝酸钙水泥中钙离子对高铝质耐磨可塑料起主要促凝作用，随着铝酸钙水泥中氧化钙含量逐渐增大，试样促凝时间逐渐增长，引入75水泥的试样5.5h后才实现硬化。2)铝酸盐水泥促凝剂直接影响110℃烘干和1100℃热处理后可塑料的常温力学性能，随着铝酸盐水泥中CaO含量的减小，烘干和热处理后可塑料体积密度和常温强度逐渐降低。3)热处理后高铝质耐磨可塑料物相组成为刚玉相和莫来石相，促凝剂铝酸盐水泥中Al2O3含量增大，会加强可塑料中刚玉相的结晶特征。

表5防冻型黏土质可塑料的配方

戴文勇等研制了一种防冻型黏土质可塑料，其配方见表5。结果表明：试样经过110℃和1000℃热处理后，普通可塑料试样在零下15℃冻结后的强度比正常未冻结试样的下降约20%，而防冻型可塑料与正常试样相比，在强度方面几乎没有改变。