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，便于應用于貯存。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，工業上稱為二次燃燒室，其燃盡的灰由旋風桶飛過沉積在爐底，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，同時熱電行業沒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耐火材料壽命達到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，新型耐火材料的設計應考慮：
(1)提高材料的中溫強度，使材料結構致密，提高抗沖刷能力。因為水泥結合澆注料，中期強度低。其原因是水泥中存在大量鈣質，中高溫時與鋁質、鐵質形成低熔點礦物CAS2和C2AS，這不僅增加材料在使用時的液相量，改變礦物組成，降低材料耐火性能，而且還會隨溫度變化產生體積效應，從而導致材料的熔蝕和剝落。水泥結合劑屬于水硬性結合劑，而磷酸鹽結合劑屬于熱硬性結合劑，該結合劑常溫下硬化慢，強度低，但在高于常溫而低于燒結溫度時可以較快硬化且強度很高，因此使較理想的結合劑。
(2)改善高溫燒結性能。材料在高溫時能否達到燒結，是材料抗沖刷與腐蝕的關鍵內容。灰在高溫下形成熔渣，硅鐵合金也是在高溫下形成。如果高溫熔渣與合金不能破壞已燒結的材料，則抗沖刷能力就強。由于GD-170水泥材料基質中材料以高鋁細粉和結合粘土為主，在高溫時形成大量玻璃相，所以抗侵蝕和沖刷能力很低。為改變這一狀況，試驗中選擇加入氧化鋁微粉及添加劑，使得材料在高溫時減少玻璃相含量，同時還可形成大量莫來石主晶相，增強抗侵蝕能力，特別是氧化鋁以微粉形式加入，可改善結構制品的致密性，減少滲透性熔損。
實驗
原料
主要原料為高鋁礬土、亞白剛玉、氧化鋁粉、結合黏土，其成分和物料粒度見表1,2。
輔助原料為磷酸鹽、NF減水劑、外加劑(TS-1，GS-6，NT-8)。
表1 主要原材料成分
表2 物料粒度分布表 mm
表3試驗選用外加劑DS-1，GS-6和NT-8制得制品的物理性能
結果分析
選用三種不同的外加劑，在制備試樣時，發現坯料的流動性能不一樣，其流動性能為TS-1>GS-6>NT-8，而且在加入外加劑量相同的條件下，當使用NT-8時，仍需加入少量水坯料才具有流動性，這是NT外加劑存在的普遍現象。試樣經燒成后，加有TS-1的，制品表面有一定量的玻璃相，可能是由于外加劑TS-1高溫氧化作用產生的;加有GS-6的制品表面致密，燒結良好，加有NT-8的制品表面有少量微裂紋。從端面觀察;加有TS-1的制品較致密，加有GS-6的制品完整、非常致密，而加有NT-8的制品則疏松并有氣孔。
從鉆孔熔融侵蝕情況觀察;加有TS-1的制品侵蝕熔蝕最大，直徑增大，1.1mm，這是由于TS型添加劑與熔渣直接反應，出現互溶現象造成的;加有GS-6的制品熔蝕最小;加有NT-8的制品有熔蝕現象，渣與產品粘結很緊，也存在基質與渣的反應。
從耐磨損度看，加有TS-1的制品優于表面有一定玻璃相而存在一定的堅硬燒結層，但磨損一層厚里層的抗磨能力下降;抗磨能力明顯增強;而加有NT-8的制品，由于二次莫來石化嚴重，而二次莫來石化引起的膨脹量大于物料的收縮量，導致制品膨脹，產生微裂紋，進而使產品燒結較差，造成抗磨能力較低。
對于所使用的三種外加劑，由于GS-6的加入使物料具有較好的分散性和流動性，同時可使制品中產生的莫來石基質量增加，有利于制品高溫性能的增強。而TS-1的加入，因在燒結開始時表面出現液相，使得氣孔封閉，組織了內部的進一步燒結，對制品的高溫性能產生不利影響，NT-8的加入，可使加入物與顆粒連接緊密，但高溫下膨脹使得材料強度下降。
綜合各種因素的影響，宜選用GS-6做為該制品的外加劑。
經上述工藝制備的制品在某廠旋風爐上使用，效果良好，較其它產品顯示出了較大的優越性。
結論
(1)用外加劑GS-6，可有效的改善材料的燒結性能，產品抗侵蝕、抗沖刷能力增強
(2)采用具有中高溫強度的磷酸鹽做結合劑，顯著降低了由于高鋁水泥結合劑引起的膨脹與剝落。
(3)增加剛玉材料改善了基質中剛玉晶相，提高了基質強度，提高了抗熔滲透能力。
