概要：耐火材料一般分為兩種，即不定型耐火材料和定型耐火材料。不定型耐火材料也叫澆注料，是由多種骨料或集料和一種或多種粘和劑組成的混合粉狀顆料，使用時必須和一種或多種液體配合攪拌均勻，具有較強的流動性。定型耐火材料一般指耐火磚，其形狀有標(biāo)準規(guī)則，也可以根據(jù)需要筑切時臨時加工。

耐火磚簡介：

耐火磚簡稱火磚。用耐火黏土或其他耐火原料燒制成的耐火材料。淡黃色或帶褐色。主要用于砌冶煉爐，能耐1，580℃—1，770℃的高溫。也叫火磚。具有一定形狀和尺寸的耐火材料。按制備工藝方法來劃分可分為燒成磚、不燒磚、電熔磚(熔鑄磚)、耐火隔熱磚;按形狀和尺寸可分為標(biāo)準型磚、普通磚、特異型磚等。可用作建筑窯爐和各種熱工設(shè)備的高溫建筑材料和結(jié)構(gòu)材料，并在高溫下能經(jīng)受各種物理化學(xué)變化和機械作用。例如耐火粘土磚、高鋁磚、硅磚、鎂磚等。

性能優(yōu)勢：

1、化學(xué)組成：主要成分決定該耐火材料的品質(zhì)和特點耐火磚2、體積密度：單位體積重量，密度大，說明致密性好，強度就可能高，但導(dǎo)熱系數(shù)可能就大3、顯氣孔率：沒做具體要求，但作為生產(chǎn)廠家必須嚴格控制顯氣孔。

4、荷重軟化溫度：也叫高溫荷重開始變形溫度，此參數(shù)很重要，標(biāo)志材料耐高溫的抵抗能力5、抗熱震性能：抗溫度急劇變化而不被破壞的能力6、抗壓強度：承受(常溫)的大壓力能力7、抗折強度：承受剪切壓力的能力8、線性變化率：也叫重?zé)€變化或叫殘余線變化，指每次在同等溫度變化中體積發(fā)生膨脹收縮的變化，如果每次膨脹收縮一樣，我們定義這樣的線性變化率為0理化性質(zhì)1、耐磨性：2、熱導(dǎo)率：單位溫度梯度條件下，通過材料單位面積上熱流速率，跟氣孔率有關(guān)3、耐沖擊性：不用解釋了吧，耐沖擊性好，使用壽命就長4、抗渣性：在高溫下抵抗熔渣侵蝕作用而不被破壞的能力。

分類：

根據(jù)耐火磚成分的不同，其可以分為五大類，即：硅鋁系耐火磚、堿性系列耐火磚、含碳耐火磚、含鋯耐火磚、隔熱耐火磚。任何爐子并不是只用一種耐火磚而砌筑而成的，需要個不同耐火磚的相互搭配使用。下面對這五大類耐火磚的成分一一作詳細介紹。1、硅鋁系耐火磚，據(jù)悉，其是以AL2O3—SiO2二元系統(tǒng)相圖為基本理論，主要包括以下幾種。(一)硅磚，是指含SiO293%以上的耐火磚，是酸性耐火磚的主要品種。它主要用于砌筑焦?fàn)t，也用于各種玻璃、陶瓷、炭素煅燒爐、耐火磚的熱工窯爐的拱頂和其他承重部位，在熱風(fēng)爐的高溫承重部位也用，但是不宜在600℃以下且溫度波動大的熱工設(shè)備中使用。(二)粘土磚，粘土磚主要由莫來石(25%～50%)、玻璃相(25%～60%)和方石英及石英(高可達30%)所組成。通常以硬質(zhì)粘土為原料，預(yù)先煅燒成熟料，然后配以軟質(zhì)粘土，以半干法或可塑法成型，溫度在1300～1400 C燒成粘土磚制品。也可以加少量的水玻璃、水泥等結(jié)合劑制成不燒制品和不定形材料。它是高爐、熱風(fēng)爐、加熱爐、動力鍋爐、石灰窯、回轉(zhuǎn)窯、陶瓷和耐火磚燒成窯中常用的耐火磚。(三)高鋁耐火磚，高鋁耐火磚的礦物組成為剛玉、莫來石和玻璃相，其含量取決于AL2O3/ SiO2比以及雜質(zhì)的種類和數(shù)量，可按AL2O3含量進行耐火磚的等級劃分。原料為高鋁礬土和硅線石類天然礦石，也有摻加電熔剛玉、燒結(jié)氧化鋁、合成莫來石的，以及用氧化鋁與粘土按不同比例煅燒的熟料。它多用燒結(jié)法生產(chǎn)。但產(chǎn)品還有熔鑄磚、熔粒磚、不燒磚和不定形耐火磚。高鋁耐火磚用于鋼鐵工業(yè)、有色金屬工業(yè)和其他工業(yè)。(四)剛玉耐火磚，剛玉磚是指AL2O3含量不小于90%，以剛玉為主要物相的的一種耐火磚，可分為燒結(jié)型剛玉磚和電熔型剛玉磚。2、堿性系列耐火磚。堿性耐火磚是指以堿性氧化物如Mg0和CaO為主要成分的耐火制品，主要品種有以下幾種。(一)鎂質(zhì)耐火磚，是指以鎂石作原料，以方鎂石為主晶相，MgO含量在80%～85%以上的耐火磚。其產(chǎn)品分為冶金鎂砂和鎂質(zhì)制品兩大類。依化學(xué)組成及用途的不同，有馬丁砂、普通冶金鎂砂、普通鎂磚、鎂硅磚、鎂鋁磚、鎂鈣磚、鎂碳磚及其他品種等。鎂質(zhì)耐火磚是堿性耐火磚中主要的制品，耐火度高，對堿性渣和鐵渣有很好的抵抗性，是一種重要的高級耐火磚。主要用于平爐、氧氣轉(zhuǎn)爐、電爐及有色金屬熔煉等。(二)白云石磚，是以白云石作為主要原料生產(chǎn)的一種堿性耐火磚。用于堿性轉(zhuǎn)爐，還可用作某些爐外精煉包的內(nèi)襯。(三)鎂橄欖石耐火磚，是以鎂橄欖石2MgO·SiO2作為主要組成的一種耐火磚。主要用于平爐蓄熱室格子磚、鑄錠用磚、加熱爐爐底以及在煉銅爐中也有較好的使用效果。3、含碳耐火磚。含碳耐火磚是指由碳或碳的化合物制成的，以含不同形態(tài)的碳為主要成分的耐火磚制品，主要分為以下幾種。(一)碳磚，是以碳質(zhì)材料為主要原料，加入的適量結(jié)合劑制成的耐高溫中性耐火磚制品。

碳磚應(yīng)用于砌筑高爐爐底、爐缸、爐腹和爐身下部?？商岣吒郀t的連續(xù)作業(yè)時間，延長使用壽命。此外，碳磚還用于電化學(xué)工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、石油化學(xué)工業(yè)、電鍍行業(yè)、鐵合金工業(yè)爐(或設(shè)備的內(nèi)襯) 、酸液、堿液槽襯和管路，以及熔煉有色金屬(如鉛、鋁、錫等)的爐襯。(二)石墨質(zhì)耐火制品，是以天然石墨為原料，以粘土作結(jié)合劑制得的耐火材料。這類制品有石墨粘土坩堝、蒸餾罐、鑄鋼用塞頭磚、水口磚及盛鋼桶襯磚等。其中生產(chǎn)多、應(yīng)用廣的是煉鋼和熔煉有色金屬的石墨粘土坩堝。(三)碳化硅耐火制品，是以碳化硅(SiC)為原料生產(chǎn)的高級耐火材料。其耐磨性和耐腐蝕性好，高溫強度大，熱導(dǎo)率高，線膨脹系數(shù)小，抗熱震性好。在鋼鐵冶煉方面，它可用于盛鋼桶內(nèi)襯、水口、塞頭、高爐爐底和爐腹、出鐵槽、轉(zhuǎn)爐和電爐出鋼口、加熱爐無水冷滑軌等方面。在有色金屬(鋅、銅、鋁等)冶煉中，大量用于蒸餾器、精餾塔托盤、電解槽側(cè)墻、熔融金屬管道、吸送泵和熔煉金屬坩堝等。在硅酸鹽工業(yè)中，它大量用作各種窯爐的棚板和隔焰材料，如馬弗爐內(nèi)襯和匣缽等。在化學(xué)工業(yè)中，多用于油氣發(fā)生器、有機廢料煅燒爐、石油氣化器和脫硫爐等方面。此外，在空間技術(shù)上可用作火箭噴管和高溫燃氣透平葉片等。4、含鋯耐火磚。屬于一種屬酸性材料，是以天然鋯英石砂(ZrSiO2)為原料制得的制品。鋯質(zhì)耐火磚不同于硅鋁系耐火磚和含碳系列耐火磚，其抗渣性好，熱膨脹率較小，熱導(dǎo)率隨溫度的升高而降低，荷重軟化溫度高，耐磨強度大，抗熱震性好，現(xiàn)已成為各個工業(yè)領(lǐng)域中的重要材料。隨著冶金工業(yè)中連鑄和真空脫氣技術(shù)的發(fā)展，鋯英石耐火磚的應(yīng)用越來越廣，主要有以下幾種分類。(一)鋯英石磚，在煉鋼過程中，采用出鋼脫氣法，而鋯英石質(zhì)耐火材料對熔渣，鋼水的耐侵蝕性和抗熱震性良好，且適于在減壓下工作，它在冶金工業(yè)用于砌筑脫氣用盛鋼桶內(nèi)襯，也用作不銹鋼盛鋼桶內(nèi)襯，連鑄盛鋼桶內(nèi)襯、鑄口磚、塞頭磚、袖磚以及高溫感應(yīng)電爐爐襯等。鋯英石質(zhì)耐火磚對酸性渣和玻璃具有高的抵抗性，因而用于熔煉活潑玻璃的玻璃窯的嚴重損壞部位。鋯英石質(zhì)耐火材料還具有不為金屬鋁、鋁的氧化物及其熔渣侵透的性質(zhì)，因而在煉鋁的爐底上也獲得了良好的效果。(二)AZS電熔磚，也稱為電熔鋯剛玉磚，隨著玻璃工業(yè)的發(fā)展，AZS電熔磚已成為玻璃窯爐的關(guān)鍵部位必須的耐火材料。它抵抗玻璃液的侵蝕性較強。(三)AZS再燒結(jié)電熔磚，主要用于砌筑玻璃池窯的底、墻和蓄熱格子磚等熱工設(shè)備。(四)鋯莫來石電熔磚，該種磚的特點是晶體結(jié)構(gòu)致密，荷重軟化溫度高，抗熱震性好，常溫及高溫下機械強度高，耐磨性好，熱導(dǎo)率好，且有優(yōu)良的抵抗熔渣侵蝕的能力。該種制品的用途較廣，用于冶金加熱爐、均熱爐、電石爐的出料口，玻璃熔窯窯壁等，使用效果很好。5、隔熱耐火磚。是指氣孔率高、體積密度低、熱導(dǎo)率低的耐火材料。隔熱耐火材料又稱輕質(zhì)耐火材料。它包括以下幾種分類。(一)高鋁隔熱輕質(zhì)耐火磚。是以鋁礬土為主要AL2O3含量不小于48%的隔熱輕質(zhì)耐火磚。其生產(chǎn)工藝采用泡沫法，也可采用燒盡加入物法。高鋁質(zhì)隔熱輕質(zhì)耐火磚可用于砌筑隔熱層和無強烈高溫熔融物料侵蝕及沖刷作用的部位。直接與火焰接觸時，一般的高鋁質(zhì)隔熱耐火磚的表面接觸溫度不得高于1350℃。莫來石質(zhì)隔熱耐火磚可直接接觸火焰，具有耐高溫，強度高，節(jié)能效果等特點。適用于熱解爐、熱風(fēng)爐、陶瓷輥道窯、電瓷抽屜窯及各種電阻爐的內(nèi)襯。(二)粘土質(zhì)隔熱輕質(zhì)耐火磚，是以耐火粘土為主要原料制成的AL2O3含量為30%～48%的隔熱耐火磚。其生產(chǎn)工藝采用燒盡加入物法和泡沫法。以耐火粘土、漂珠、耐火粘土熟料作原料，摻加結(jié)合劑和鋸木屑，經(jīng)配料、混合、成型、干燥、燒成，制得體積密度為0. 3～1. 5g/cm3的產(chǎn)品。粘土質(zhì)隔熱磚的產(chǎn)量占隔熱耐火磚總產(chǎn)量的一半以上。中國標(biāo)準(GB 3994—1983)將粘土質(zhì)隔熱磚按體積密度分為NG—1.5、NG—1.3a、NG—1.3b、NG—1.0、NG—0.9、NG—0.8、NG—0.7、NG—0.6、NG—0.5、NG—0.4 10種牌號。(三)硅藻土隔熱輕質(zhì)耐火磚，是以硅藻土為主要原料制成的隔熱耐火制品。它主要用在900℃以下的隔熱層。中國標(biāo)準(GB 3996—1983)將硅藻土隔熱制品按體積密度分為GG—0.7a、GG—0. 7b、GG—0.6、GG—0. 5a、GG—0.5b和GG—0.4六種牌號。(四)漂珠磚，是以漂珠為主要原料制成的隔熱耐火制品。漂珠是從熱電廠粉煤灰中浮選出的硅酸鋁質(zhì)玻璃空心珠體。它體輕、壁薄、中空、表面光滑、耐高溫、隔熱性能好。利用漂珠這些優(yōu)良特性，可制造出保溫性能優(yōu)異的輕質(zhì)隔熱耐火材料。生產(chǎn)漂珠磚可采用半干法成型。

耐火材料產(chǎn)品：

1、高鋁磚：Al2O3含量大于75以上，耐火度高于黏土磚，抗酸堿侵蝕性好，適宜水泥窯燒成帶等處，使用壽命長但價格高。

2、白云石磚：掛窯皮性能好，抗侵蝕性好，但有磚中多少有f-CaO，易水化，難于運輸和保管，生產(chǎn)中用的較少3、鎂鉻磚：掛窯皮好，多用于燒成帶，缺點是抗熱震性能差，加上正六價Cr有劇毒，國際上生產(chǎn)和使用鎂鉻磚的國家逐漸減少，現(xiàn)用此磚的生產(chǎn)單位盡早找到替代品4、尖晶石磚：多用于過度帶，抗震性能好，抗還原性好，但耐火度稍微差點5、抗剝落磚：此磚中含有少量的ZrO，在升溫過程中發(fā)生馬氏相變形成細裂紋，具有較強抗堿性，抗剝落性和抗渣性較好6、磷酸鹽磚：耐火度低，但強度高熱震性好，多用于蓖冷機、窯頭罩等使用7、碳化硅磚：耐高溫(1800度左右，荷重軟化溫度在1620-1640)，熱膨脹系數(shù)小，耐急冷急熱耐磨性都好適宜冷卻帶和窯口8、硅莫磚：熱震性好，強度高，耐磨性好，適宜過度帶。

粘土質(zhì)耐火土1、特性及用途：粘土質(zhì)耐火磚屬弱酸性耐火材料，其熱穩(wěn)定性好，適應(yīng)于熱風(fēng)爐，各種鍋爐內(nèi)襯，及煙道、煙室等。2、產(chǎn)品規(guī)格形式：標(biāo)準形、普異形、異形及特異形磚類。粘土質(zhì)耐火磚理化性能。

耐火黏土

耐火黏土產(chǎn)品有多種形式，其基本質(zhì)量要求是氧化鋁高于38%(通常為42-47%)以及低鐵低堿金屬含量。這些產(chǎn)品可不煅燒或經(jīng)煅燒，并包括高性能煅燒產(chǎn)品如莫來石。耐火黏土(refractory clays)用于定形(shaped)和不定形(整體成形——monolithic)耐火材料的生產(chǎn)。磚(brick)產(chǎn)品包括耐火黏土磚(fire clay bricks)，如高爐阻隔磚(checker bricks)和高氧化鋁磚(high alumina bricks)，如用于水平感應(yīng)電爐和垂直感應(yīng)電爐襯里的支撐磚。在無定形料部門，有多種產(chǎn)品消費，如耐火黏土、超負荷用塑性料、高氧化鋁塑料、耐火黏土和高氧化鋁澆注料等。耐火黏土主要由水合硅酸鋁組成，其分子式為Al2O3·2SiO2·2H2O(即39.5%氧化鋁、46.5%二氧化硅和14%水)。在這組礦物中，高嶺土存象為豐富。耐火黏土、燧石黏土(flint clay，或稱硬質(zhì)黏土hard clay)、球黏土(ball clay，或稱可塑性黏土plastic clay)和高嶺土(kaolins)。不過，其普遍的特點是，這些礦產(chǎn)都含有高嶺石，而其組成為20-45%Al2O3、〈3%Fe2O3和〈3%Na2+K2O。當(dāng)高嶺石在溫度逐漸升高條件下煅燒時，其礦物相不斷發(fā)生變化，在約550℃時生成亞高嶺土(metakaolin，Al2Si2O7)、在約1000℃時生成尖晶石(spinel，(Al2O3)2(SiO2)3+SiO2)，在約1100℃時生成似莫來石(pseudo-mullite，[Al2O3·SiO2]2)。另一種“耐火黏土”產(chǎn)品是莫來石(3Al2O3·2SiO2)，它能夠于1200-1500℃條件下煅燒高氧化鋁高嶺土和礬土質(zhì)(bauxitic)高嶺土制得。在這些溫度下，黏土的主要礦物相(main mineral phases)轉(zhuǎn)化為莫來石、方英石(⒈耐火黏土這是一種富含在水合硅酸鋁中的硅質(zhì)黏土，具有高溫下不變形、不碎裂、不軟化及不膏體化的能力。低鐵、鈣及堿金屬，成分上接近高嶺土，煅燒后較好的品位至少含35%Al2O3(《采礦術(shù)語詞典》，美國地質(zhì)協(xié)會編)。⒉燧石黏土一種平滑的、像燧石一樣的耐火黏土巖，主要由高嶺土組成，解理呈貝殼狀斷面，在水中抗熟化。在水中長時間碾磨會產(chǎn)生可塑性(《采礦術(shù)語詞典》，美國地質(zhì)協(xié)會)。⒊熟耐火土它是用于耐火磚生產(chǎn)的混合料中的一部分，是由煅燒黏土(calcined clay)或再次碾磨磚(reground bricks)構(gòu)成的，也稱(黏土)熟料，英文名稱chamotte(《采礦術(shù)語詞典》，美國地質(zhì)協(xié)會)。⒋水鋁石黏土這是一種主要由(硬)水鋁石(或稱—水硬鋁石<;水礬土>diaspore)組成，由耐火黏土粘結(jié)的材料。水鋁石黏土純者在煅燒后往往含Al2O3 70-80%。⒌中國黏土●軟質(zhì)黏土(包括球黏土)、耐火黏土和高嶺土：<45%Al2O3●燧石黏土(國內(nèi)俗稱“焦寶石”)、高嶺土和高氧化鋁礦石：>45%Al2O3●高氧化鋁黏土熟料(也稱“熟礬土”)：75-90%Al2O3⒍耐火泥/耐火黏土灰漿與煅燒耐火黏土或破碎耐火黏土磚，或二者兼而有之的生耐火黏土(raw fire clay。

制作工藝：

耐火原料的性質(zhì)主要取決于原料的礦務(wù)組成與顆粒組成，與耐火材料的制造工藝密切相關(guān)。這類性質(zhì)主要有粒度與顆粒尺寸分布，細度與比表面積，可塑性與結(jié)合性，干燥收縮與燒成收縮，燒結(jié)溫度與燒結(jié)范圍等。一、粒度與顆粒尺寸分布粒度是指耐火原料的顆粒大小。顆粒尺寸分布(Particle Size Distribution,簡寫PSD)是指連續(xù)的、不同粒度級別(以mm，μm或篩孔網(wǎng)目表示)范圍內(nèi)，各粒度級別的顆粒所占的重量百分比。粘土類原料的顆粒尺寸分布對其可塑性、干燥性能、燒成性能都有很大影響。原料的顆粒尺寸分布對耐火制品的體積密度、氣孔率、機械強度及熱震穩(wěn)定性等的影響也十分明顯。要想得到質(zhì)量穩(wěn)定的耐火材料，除對原料的化學(xué)礦物組成有所要求外，對其顆粒尺寸分布也應(yīng)有明確要求。顆粒尺寸分布的測定通常用篩分分析與顆粒分析儀。篩分分析有干法篩分與水法篩分。由于受篩網(wǎng)孔徑的限制，篩分分析適合于做較粗顆粒(>10μm)的顆粒分布測定。顆粒分析儀通常用于黏土及微分等級細顆粒的尺寸分布測定。 [2]二、細度與比表面積細度表示粉狀原料的粗細程度，常以標(biāo)準篩的篩余百分數(shù)或比表面積表示，也可用顆粒大小的百分比組成或單位重量物料的平均直徑來表示。細度與粒度沒有嚴格的區(qū)別，只是前者習(xí)慣于細粉狀原料粗細程度的表示。比表面積是指單位質(zhì)量的原料所具有的表面積，單位為m/g。比表面積分外表面積和內(nèi)表面積。理想的非孔性原料只有外表面積;但帶有氣孔的原料除外表面積之外尚有內(nèi)表面積。比表面積的測定方法較多，常用的有氣體吸附法、有機分子吸附法和透氣法等。三、可塑性與結(jié)合性物質(zhì)受外力作用后發(fā)生變形而不產(chǎn)生裂紋，在外力解除后，變形的形態(tài)仍然保留而不再恢復(fù)原狀的性能稱為可塑性。可塑性是結(jié)合粘土的一個重要的成型工藝指標(biāo)?？伤苄耘c固體顆粒吸附水的性能、比表面積和水量有關(guān)，如黏土加水后，由于在大量黏土顆粒表面吸附一層水膜，使顆粒間既便于在外力作用下滑移，又具有一定的結(jié)合力，因而具有較高的可塑性。可塑性的測量有可塑性指數(shù)法與可塑性指標(biāo)法，也有用可塑水分來衡量的。可塑性指數(shù)是指泥料呈可塑狀態(tài)時，含水量的變化范圍，其值等于液性限度(液限)和塑性限度(塑限)之差。液限是泥料呈可塑狀態(tài)時的上限含水量，當(dāng)含水量超過液限時，泥料呈半固體狀態(tài)。液限與塑限之差，以百分數(shù)表示即為可塑性指數(shù)?？伤苄灾笜?biāo)代表泥料的成型性能。方法是將泥團加工成直徑為45mm的球體，置入可塑儀中，加重力壓縮至開始出現(xiàn)裂紋為止。可塑性指標(biāo)是泥球在外力作用下的變形程度，即應(yīng)力與應(yīng)變之乘積，計算公式如下：可塑性指標(biāo) S=(d-b)G式中：d——泥球原始直徑，cm;b——受重力壓縮后泥球的高度，cm;G——泥球受壓而出現(xiàn)第一條裂紋時的載荷，kg粘土的可塑性按可塑性指數(shù)或可塑性指標(biāo)可以分為四級，其對應(yīng)關(guān)系如表1所列。表1粘土的可塑性等級。

耐火磚耐火磚應(yīng)用案例：