关于耐火材料硅砖的介绍
耐火材料概论知识点总结
硅砖的应用：是焦炉、玻璃熔窑、高炉热风炉、硅砖倒焰窑和隧道窑、有色冶炼和酸性炼钢炉及其它一些热工设备的良好筑炉材料。
粘土质耐火材料的原料软质粘土生产过程中通常以细粉的形式加入，起到结合剂和烧结剂的作用。
苏州土和广西泥是我国优质软质粘土的代表。
硬质粘土通常以颗粒和细粉的形式加入，前者起到配料骨架的作用，后者参与基体中高温反应，形成莫来石等高温形矿物。
结合剂水和纸浆废液粘土质耐火材料制品原料来源丰富，制造工艺简单，产量很大，广泛用于各种工业窑炉和工业锅炉上。
如隧道窑，加热炉和热处理炉等的全部或大部分炉体，排烟系统内衬用耐火材料，其中钢铁冶金系统是粘土质耐火材料制品的大用户，用于盛钢桶，热风炉、高炉、焦炉等使用温度在1350℃以下的高温部位。
铝矾土的加热变化a. 分解阶段（400~1200℃）b 二次莫来石化阶段（1200~1400℃或1500℃）二次莫来石化时发生约10%的体积膨胀c. 重结晶烧结阶段（1400~1500℃）。
• 高铝质耐材的应用• 由于高铝质耐火材料制品的优良性能，因而被广泛应用于高温窑炉一些受炉气、炉渣侵蚀，温度高承受载荷的部位。
例如高铝风口、热风炉炉顶、电炉炉顶等部位。
• 硅线石族制品具有较高的荷重软化温度、热震稳定性好、耐磨性和抗侵蚀性优良，因此适用于钢铁、化工、玻璃、陶瓷等行业，如用作烟道、燃烧室、炉门、炉柱、炉墙及滑板等。
在高炉上，为确保内衬结构的稳定性、密封性，避免碱性物的侵入和析出，或风口漏风，在出铁口、风口部位，选择内衬大块型组合砖结构的硅线石族耐火材料，延长了使用寿命。
• 莫来石制品的抗高温蠕变、抗热震性能力远远优于包括特等高铝砖在内的其它普通高铝砖 ，广泛应用于冶金工业的热风炉、加热炉、钢包，建材工业的玻璃窑焰顶、玻璃液流槽盖、蓄热室，机械工业的加热炉，石化工业的炭黑反应炉，耐火材料和陶瓷工业的高温烧成窑及其推板、承烧板等窑具。
刚玉耐材的原料氧化铝所有熔点在2000℃以上的氧化物中，氧化铝是一种最普通、最容易获得且较为便宜的氧化物。
碳化硅砖的特性及应用
碳化硅砖的特性及应用碳化硅砖是以碳化硅为主要原料制成的。
SiC为共价结合，不存在通常所说的烧结性，而靠化学反应生成新相达到烧结，即反应烧结。
碳化硅砖按结合方式不同分为粘土结合碳化硅砖，结合碳化硅砖，氧氮化硅结合碳化硅砖，氮化硅结合碳化硅砖，Sialon结合碳化硅砖和重结晶碳化硅砖。
1、粘土结合碳化硅砖，用黑色碳化硅做原料，结合性好的软质粘土，纸浆废液做结合剂制造的制品。
一般结合粘土10％～15％，纸浆废液3％～5％，以最大堆积密度计算碳化硅的大、中、细种颗粒组成。
混料时先加入碳化硅的颗粒和细粉，再加入粘土细粉，干混3min再加入纸浆废液(密度为1.26～1.28g／cm3)4％进行混练，困料12h后的泥料过4mm孔径的筛网，用压砖机成型，砖坯体积密度为2.5～2.7g ／cm3。
砖坯自然干燥2～4天，1400℃烧成。
2、氮化硅结合碳化硅砖，用碳化硅和硅粉做原料，经氮化烧成的制品。
碳化硅原料含SiC大于97％，其泥料的碳化硅颗粒配比为：粗：中：细=5：1：4。
硅粉含大于98％，小于10μm的占80％以上，最大颗粒不能超过20μm。
碳化硅颗粒与硅粉经过配料，混合，成型，干燥后，砖坯放人氮化炉中烧成，在烧成过程中通入氮气，炉内温度，压力，气氛均要严格控制。
其工艺参数为：氮化气体压力为0.02～0.04MPa，炉内气氛含O2量小于0.01％，最终氮化温度为1350～1450℃，氮化总时间随制品形状，尺寸不同而异。
3、β-SiC结合碳化硅砖，将碳化硅，硅粉和炭粉按一定比例配合，混合，成型，在1400℃下还原气氛中烧成。
大多数采用埋碳烧成。
烧成过程中，产生一种以α—SiC为骨架，以细品粒β一SiC为基质的β一SiC结合碳化硅砖。
β一SiC是在烧成过程中，硅粉与炭粉反应生成的。
这种产品通常含有少量残留硅和碳。
4、氧氮化硅结合碳化硅砖，配料中硅粉少于Si3N4结合砖的配比，成型后在富N2气氛中(要求有一定的O2分压)烧成，温度为1350～1400℃。
玻璃熔窑用到的20种耐火砖大全【附理化指标】
玻璃熔窑⽤到的20种耐⽕砖⼤全【附理化指标】1玻璃窑⽤硅砖是以鳞⽯英为主的⽤于砌筑玻璃池窑⾼温部位所⽤的硅质耐⽕制品。
玻璃窑⽤硅砖应具有下列特征。
①⾼温体积稳定，不会因温度波动⽽引起炉体变化由于硅砖的荷重软化温度⾼，蠕变率⼩、玻璃窑在1600℃下可以保持炉体不变形，结构稳定。
②对玻璃液⽆污染硅砖主要成分是SiO2,,在使⽤时如有掉块或表⾯熔滴，不影响玻璃液的质量。
③耐化学侵蚀上部结构的硅砖受玻璃配料中含R2O的⽓体侵蚀，表⾯⽣成⼀层光滑的变质层，使侵蚀速度变低，起到保护作⽤。
④体积密度⼩可减轻炉体重量。
玻璃窑⽤硅砖理化指标见表1-1所⽰。
表1-1玻璃窑⽤硅砖的理化指标(2)中国建材⾏业标准(JC/T616=1996)将玻璃窑⽤优质硅砖按单重⼤⼩分为3种牌号：单重不⼤于15kg的为XBG-96;15~25kg的为ZBG-96;25~40kg的为DBG-96。
其理化指标、见表1-1-2所⽰。
表1-2 玻璃窑⽤优质硅砖的理化指标2黏⼟砖的性质及使⽤注意事项.中国冶标(YB/T5108-1993)规定了玻璃窑⽤⼤型黏⼟质耐⽕砖的理化指标，见表1-3所⽰。
表1-3 玻璃窑⽤⼤型黏⼟质耐⽕砖的理化指标3⾼岭⼟砖是含Al2O3 40%~44%的耐⽕材料，以⾼岭⼟为原料。
有压制、捣打与浇筑三种⽣产⽅法。
前两种⽅法的⽣产过程与⼀般耐⽕材料相同。
我国于1964年试验成功浇筑法并正式投产。
它以焦宝⽯熟料为主(75%)配以软质黏⼟调制成泥浆。
加⼊⽔玻璃做稀释剂使泥浆具有良好的流动性。
加⼊NaCl与NH4Cl作厚化剂能加速泥浆的凝固作⽤。
泥浆浇于⽯膏模中，脱模后⽤电⼲燥，再在窑内烧成。
⽬前产品有池炉⼤砖(砌池底或池壁)、供料槽砖、换热器筒形砖及坩埚等。
浇筑法的优点是制品结构致密均⼀，耐玻璃侵蚀性好，⽣产机械化程度较⾼。
缺点是尺⼨公差较⼤，有时略有扭曲。
4⾼铝砖耐⽕材料的性质化学结合⾼铝砖具有热震稳定性好，荷重软化温度较⾼和常温耐压强度⾼的特点。
耐火砖成份及能耐多少度高温介绍
耐火砖成份及能耐多少度高温介绍耐火砖能耐多少度高温？是根据产品的耐火成份及含量有关，例如粘土砖的主要成份是硅酸铝质，耐火度为1580-1750，下面介绍几种耐火砖的主要成份及耐火温度。
耐火砖能耐多少度高温？粘土砖：1580～1750℃；结晶硅石砖：1730～1770℃；高铝砖:>1770～2000℃；硅砖:1690～1730℃；镁砖:>2000℃镁铬砖：＞2000度硬质粘土:1750～1770℃白云石砖:>2000℃氧化锆砖:＞2400℃刚玉砖：1770～2000℃，荷重软化开始温度大于1700℃；耐火砖主要成分是什么？耐火砖是耐火材料的定形制品，主要成份是由化学矿物组成，以下分类法能够很直接地表征各种耐火材料的基本组成和特性，在生产、使用、科研上是常见的分类法，具有较强的实际应用意义。
（1）硅质成份含SiO2在90%以上的材料通常称为硅质耐火材料，主要包括硅砖及熔融石英制品。
硅砖以硅石为主要原料生产，其SiO2含量一般不低于93% ，主要矿物组成为鳞石英和方石英。
（2）硅酸铝质硅酸铝质耐火材料是由Al2O3和SiO2及少量杂质所组成，根据其Al2O3含量不同可分为：1、半硅质耐火材料(含A12O3 15-30%)2、粘土质耐火材料(含Al2O3 30-48％)3、高铝质耐火材料(含A12O3＞48%)（3）镁质耐火材料镁质耐火材料是指以镁砂为主要原料，以方镁石为主晶相，MgO 含量大于80% 的碱性耐火材料。
镁质制品：MgO 含量≥87% ，主要矿物为方镁石；镁铝质制品：含MgO >75% ，Al2O3含量一般为7-8% ，主要矿物成分为方镁石和镁铝尖晶石（MgAl2O4）；镁铬质制品：含MgO>60%，Cr2O3含量一般在20%以下，主要矿物成分为方镁石和铬尖晶石;镁橄榄石质及镁硅质制品：主成分：MgO，第二化学成分为SiO2。
镁橄榄石砖比镁硅砖含有更多的SiO2，前者的主要矿物成分为镁橄榄石，其次为方镁石；后者的主要矿物为方镁石，其次镁橄榄石；镁钙质制品：此种镁质材料中含有一定量的CaO,主要矿物成分除方镁石外还含有一定量的硅酸二钙（2CaO?SiO2）。
玻璃窑耐火材料2
CHAP2 砌窑用耐火材料的种类和特性
10、锆英石砖 （1）ZrO265%～66%的酸性耐火材料。
（2）原料：锆英砂为主要原料。加少量可 塑粘土混匀、压坯，预烧成团块，再经破 碎、粉磨制成粒状和粉状料。加少量可塑 粘土和有机结合剂，1550～1600℃烧成。
(3) 矿相：全是锆英石。 （ (4) 性质：耐火度>1790℃，T荷软1620℃，体密 3.5g/cm3，α较低，抗热震性较硅砖好，耐磨性较好，耐玻 璃侵蚀性好。常用作硅砖与其它砖间隔离层。高温电绝缘性 极好。透气率较大、抗侵透性较差。 高致密低气孔率锆英石砖，用全粉料浇注成型，1600～ l700℃烧成。体密为3.8～4.1 g/cm3，T荷软>1650℃。
（2）矿相：Al2O3＜70%主晶相为莫来石，部分方石英 晶体。
Al2O370%～80%是莫来石相。
Al2O3>80%为莫来石和刚玉。 Al2O3↑，莫来石和刚玉相增多，玻璃相相应减少。 （3）抗剥落高铝砖，不易炸裂与大块剥落。原料为铝 矾土、锆英砂、粘土。化学组成(%)是Al2O374，SiO212， ZrO27，Ti O24.5。矿相是莫来石，刚玉和斜锆石。晶相 交错排列结构，晶相周围存在微裂纹。这种砖比普通高 铝砖的气孔率大，体积密度小，热膨胀系数小，抗热震 性提高了好几倍。使用效果较好。
CHAP2 砌窑用耐火材料的种类和特性
近来生产了高密度低气孔和超低气孔的粘土砖。它 是采用多熟料配料，适当提高Al2O3 含量，高压成 型和适当提高烧成温度制得。
低气孔砖的气孔率小于l6%，T荷软温度＞l420℃。
超低气孔砖含Al2O3 44%以上，气孔率小于13%， T荷软温度1500 ℃。
CHAP2 砌窑用耐火材料的种类和特性
耐火材料几种分类
镁橄榄石为主晶相的耐火材料。多用橄榄岩和纯橄榄岩等作为主要原料制成。其中经成型的制品称镁橄榄石砖。
MgO／SiO2较高的制品，耐火度很高（>1800℃）荷重软化温度达1600℃，具有一定耐热震性，有一定的抗碱性熔渣能力
有色金属冶炼炉的沪衬材料，炼钢转炉和电炉的安全衬，炼钢平炉的蓄热室和玻璃熔窑蓄热室格子砖，锻造加热炉和水泥窑的内衬材料等
不不定形耐火材料
合理级配的粒状和粉状料与结合剂共同组成的不经成型和烧成直接供使用的耐火材料
只经过粒状、粉状料的制备和混合料的混炼过程，过程简便，成品率高，供应较快，热能消耗较低。可塑性强，多数不定形耐火材料可制成坚固的整体构筑物，
可避免因为接缝而造成的薄弱点。当耐火砖的砌筑或整体构筑物局部损坏时，可利用喷射进行热态修补，既迅速又经济。用作砌筑体或轻质耐火材料的保护层和接缝材料尤为必需。用以制造大型耐火制品也方便。
能经受钢液、熔渣的高温热负荷，流体的流动冲刷和钢液与强碱性渣的化学侵蚀，故在钢铁、冶金、玻璃、水泥等高温行业大量应用
白云石质耐火材料
以氧化钙(质量分数40％一60％)和氧化镁(质量分数30％一42%)为主要成分的耐火材料。主要品种有焦油白云石砖、烧成油浸白云石砖、烧成油浸半稳定性白云石砖、烧成稳定性白云石砖、轻烧油浸白云石砖和冶金白云石砂。
含游离CaO白云石耐火制品的突出特点是抗碱性渣的性能好，高温强度也较高但大气稳定性很差。
稳定性白云石制品耐火度和高温强度比游离CaO的白云石制为低，荷重软化温度约为1500℃。但常温强度还较高，气孔率为18~24%的制品，耐压强度为50~70MPa，耐热震性差，抗碱性渣能力强，有较好的大气稳定性
含游离CaO的白云石制品是炼钢转炉、电炉加衬的主要材科；含稳定CaO白云石制品是各种炼钢炉的副炉底和炉衬的安全层、加热炉均热床和高温段炉以及水泥回转窑高温带、化铁炉和盛钢捅的内衬等。
硅砖生产的物理化学原理
砖生产的物理化学原理硅砖属于硅质耐火材料范畴，硅质耐火材料是以二氧化硅为主要成分的耐火材料，包括硅砖、特种硅砖、石英玻璃及其制品。
氧化硅质耐火材料突出特性是硅质制品属于酸性耐火材料，对酸性炉渣抵抗能力强，但受碱性渣强烈侵蚀，易被含AI2O3、K2O、Na2O等氧化物作用而破坏，对CaO、FeO、Fe2O3等氧化物有良好的抵抗性，其中典型的产品硅砖具有荷重变形温度高，波动在1640℃~1680℃之间,接近鳞石英,方石英熔点(1670℃、1713℃)，残余膨胀保证了砌筑体有良好的气密性和结构强度。
最大的缺点是热震稳定性低，其次是耐火度不高。
硅质耐火材料主要原料有硅石，硅石原料有绞结硅石（胶结石英岩）和结晶硅石（结晶石英岩），此外还有脉石英；生产过程中废硅砖可作为原料使用，减少砖坯烧成膨胀，从而降低烧成废品；石灰是以石灰乳的形式加入坯料中；矿化剂主要有轧钢皮（铁鳞），平炉渣，硫酸渣，软锰矿等。
SiO2的同质多晶转变据资料报道，SiO2系中有11种主要变体，总共变体有22种，加上方英石为23种，其中包括9种鳞石英,5种非晶质变体。
但研究得最多的有七个结晶变体和一个非晶型变体，即β-石英、α-石英；γ-鳞石英、α-鳞石英、β-鳞石英；方石英、α-石英和石英玻璃（非晶型）。
上述晶型变体又可分为两类：第一类变体是石英、鳞石英和方石英。
它们在结构上和物理性质上极不相同，相互间的转化很慢；第二类变体是上述变体的亚种α、β、γ型。
它们在结构和性质方面很相似，相互间的转变很快。
在理论上它们之间的相互转变关系如图所示。
石英变体的理论转变关系图中水平方向的相互转变为慢速转变，这种转变一般是从晶体的表面边缘开始，极其缓慢地进展到晶体中心。
垂直方向的转变为快速转变。
这种转变在转变温度下会骤然发生，且是整个晶体骤然转变。
各种变体的基本性质如表所示。
上述慢速转化的温度界限只是在加热时间很长，原料粉碎很细，有强矿化剂存在的条件下，才是正确的。
玻璃熔窑耐火材料及熔窑应知应会资料
玻璃熔窑耐火材料及熔窑应知应会部分一、玻璃熔窑用耐火材料1、硅砖硅砖是浮法玻璃熔窑使用量最多、也是最重要的一个砖种。
对于大型熔窑，硅砖主要用于熔化部及工作部窑顶大碹、胸墙和前后端墙、蓄热室顶碹和蓄热室上部隔墙等。
硅砖的高档制品SiO2含量为96~98%。
它是属于酸性耐火材料；其密度为 2.35至2.38g/cm3，具有很高的高温结构强度，如荷重软化温度高（1640~1700℃）和蠕变率低，而且在吸收少量碱质组分后除了极轻微的熔蚀外，并不降低窑顶结构强度。
硅砖的主要缺点是抗热震性能低。
玻璃窑用硅砖具有如下特点：a.高温体积稳定，不会因温度波动而引起炉体变化：玻璃熔窑在1600℃下可以保持炉体不变形，结构稳定。
b.对玻璃液污染轻微：硅砖主要成分是SiO2，在使用时如有掉块或表面熔滴，不会影响玻璃液的质量。
c.耐化学侵蚀：上部结构的硅砖受玻璃配合料中挥发的R2O的气体侵蚀，表面生成一层光滑的变质层，使侵蚀速度变低，起保护作用。
d.其体积密度小：可减轻炉体重量。
2、粘土砖粘土砖是以耐火粘土为原料生产的耐火制品，浮法玻璃熔窑使用量较多。
粘土砖主要用于工作温度在1300℃的窑炉部位，如蓄热室下部的格子砖及墙砖、烟道砖及池底的粘土大砖等。
粘土砖其主要成分是Al2O3含量为30~48%、SiO2含量为50~70%。
它是偏酸性的耐火材料，随着砖中Al2O3含量的增加其酸性逐渐减弱，它对酸性具有一定的侵蚀抵抗力，对碱性侵蚀抵抗力能力较差，因此粘土砖宜用于酸性窑炉环境；其密度为2 .40至2.56g/cm3，其耐火度虽然高达1700℃，但荷重软化温度只有1300℃左右，因此在高温使用时不能承重、不能受压。
粘土砖的抗热震性较好，波动范围较大，一般大于10次（1100℃/水冷），这与粘土砖的线膨胀系数值不太大又无多晶转变现象及具有明显颗粒结构有关。
3、高铝砖与硅线石砖高铝砖是Al2O3含量大于48%的硅酸铝质耐火材料统称高铝质耐火材料，浮法玻璃熔窑使用量较少；如果在高铝质砖的配料中加入一定比例的硅线石及其他微量元素将变成硅线石砖，高铝砖主要用于蓄热室的中部砌墙，硅线石砖主要用于蓄热室的炉条碹等。
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关于耐火材料硅砖的介绍
暑假期间应学校教务处关于社会实践的要求，我和同寝室的高振东、魏珊珊同学一起在山西省阳泉市平定县社会高新福利耐火材料厂进行了为期十天的社会实践。
该厂是以生产耐火材料硅砖为主的乡镇企业，我们的实践是以参观硅砖生产工艺流程为主展开的。
经过十天的实践，我对耐火材料硅砖有了一个初步的认识，以下就是对耐火材料硅砖的介绍：
硅砖主要是由鳞石英、方石英以及少量残余石英和玻璃相组成的酸性耐火材料。
其二氧化硅含量94%以上，真密度2. 35g/cm3，具有抗酸性渣侵蚀性能，较高的高温强度，荷重软化开始温度1620~1670℃，在高温下长期使用不变形，热震稳定性低（水中热交换1~4次）。
以天然硅石为原料，外加适量矿化剂，以促进胚体中的石英转化为鳞石英，在还原气氛下经1350~1430℃缓慢烧成，加热到1450℃时约有1.5~2.2%的总体积膨胀，这种残余膨胀会使切缝密合，保证砌筑体有良好的气密性和结构强度。
硅砖的矿相组成主要为鳞石英和方石英，还有少量石英和玻璃质。
鳞石英、方石英和残存石英在低温下因晶型变化，体积有较大变化，因此硅砖在低温下的热稳定性很差。
使用过程中,在800℃以下要缓慢加热和冷却，以免产生裂纹。
所以不宜在 800℃以下有温度急变的窑炉上使用。
硅砖的性质和工艺过程同SiO2的晶型转化有密切关系，因此，真比重是硅砖的一个重要质量指标。
一般要求在 2.38以下，优质硅砖应在 2.35以下。
真比重小，反映砖中鳞石英和方石英数量多，残余石英量小，因而残余线膨胀小，使用中强度下降也少。
二氧化硅有七个结晶型变体和一个非晶体变体。
这些变体可分为两大类：第一类变体是石英、鳞石英和方石英，它们的晶型结构极不相同，彼此间转化很慢；第二类变体是上述变体的亚种──αβ和γ型，它们的结构相似，相互间转化较快。
制造硅砖的原料为硅石。
硅石原料的SiO2含量越高，耐火度也越高。
最有害的杂质是Al2O3、K2O、Na2O等，它们严重地降低耐火制品的耐火度。
硅砖以SiO2含量不小于96%的硅石为原料，加入矿化剂(如铁鳞、石灰乳)和结合剂（如糖蜜、亚硫酸纸浆废液），经混练、成型、干燥、烧成等工序制得。
硅砖主要用于炼焦炉的炭化室和燃烧室的隔墙、炼钢平炉的蓄热室和沉渣室、均热炉、玻璃熔窑的耐火材料和陶瓷的烧成窑等窑炉的拱顶和其他承重部位，也用于热风炉的高温承重部位和酸性平炉炉顶。
硅砖生产过程中产生的硅粉对人体的危害很大。
粉尘对人体的危害程度取决于人体吸入的粉尘量、粉尘侵入途径、粉尘沉着部位和粉尘的物理、化学性质等因素，粉尘侵入呼吸系统后，会引发尘肺、肺粉尘沉着症、有机粉尘所致的肺部病变、呼吸系统肿瘤和局部刺激作用等病症，其中含游离二氧化硅的粉尘可引起矽肺病，对人体危害特别大。