5耐火材料硅铝质耐火材料全解
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–石英：熔点1600℃，高温转变为方石英和鳞石英，伴随体积膨胀； –方石英：熔点1723℃，有利于提高耐火度； –鳞石英：熔点1670℃，网状结构，有利于提高荷重软化温度
2.2 硅质耐火材料
二氧化硅的同素异晶转变
二氧化硅在加热过程中，在不同的温度下以不同的晶型存在，在
一定条件下相互转变，并伴随有体积变化。 •迟钝型转变 不可逆
2.2 硅质耐火材料
硅砖的性质和使用
六、耐热震性 在850℃下水冷仅为1—2次。其原因在于温度剧烈变化时，硅砖内部的 结晶发生快速型转变，体积突然膨胀或收缩，产生较大的内应力所致。
当使用温度在600℃以上波动时，由于结晶不发生快速型转变，耐热震
性较好。 七、抗渣性
对酸性及弱酸性炉渣和含腐蚀性炉气的侵蚀有很强的抵抗能力。对含
体积密度为1.8一1.95g／cm3。 硅砖的成型压力愈高，体积密度愈
大。增大体积密度可以提高硅砖的结构强度、导热性和抗渣能力。
2.2 硅质耐火材料
硅砖的性质和使用
三、耐火度
1600一1730℃。随着SiO2含量、晶型、杂质种类及数量的不同而略有 变化。SiO2含量愈高耐火度愈高，杂质含量愈多则耐火度愈低。 四、荷重软化温度 一般为1620一1670℃，与其耐火度接近。影响因素主要是砖中杂质种 类、数量和晶型与密实状况等。 五、高温体积稳定性 热膨胀+晶型转变导致的体积膨胀。
2.2 硅质耐火材料
硅砖的性质和使用
一、化学矿物组成
2.2 硅质耐火材料
硅砖的性质和使用
二、真密度和体积密度
一般硅砖的真密度在2.388g／cm3以下，优质硅砖在2.33—2.34g
／cm3范围内，硅石为2.652／cm3。根据真密度可以判断硅砖的矿
物组成。 硅砖的体积密度与气孔率有关。一般硅砖的显气孔率为17－25％，
一、原料：高铝矾土（主要原料）、三石、工业氧化铝等。
二、生产工艺特点
与多熟料粘土质制品的生产工艺相似。烧成比粘土耐火制品困难 得多（二次莫来石化），条件控制更加严格。
三、高铝质耐火材料的性质
1．耐火度
耐火度波动范围大，一般为1770一2000℃，主要受A1203含量的影 响，同时耐火度还受杂质含量和种类的影响，与制品的矿相结构有关。
CaO和FeO有一定的抵抗能力。 八、使用
焦炉、玻璃熔窑以及其他热工设备。用硅砖砌筑焦炉炭化室隔墙，在
高温下具有良好的稳固性和气密性，使用寿命可达10-15年。
2.2 硅质耐火材料
高密度高导热性硅砖 为了适应焦炉大型化和强化生产的需要，对焦炉硅砖的质量提出了 更高的要求，需要生产密度高、结构强度大和导热性能高的硅砖。
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三、粘土砖的用应途
凡无特殊要求的砖体均可用粘土砖砌筑： 高炉、热风炉、化铁炉和电炉等温度较低部分 使用粘土砖。盛钢桶、浇铸系统用砖、加热炉、 热处理炉、燃烧室、烟道、烟囱等均使用粘土
砖。
尤其适用于温度变化较大部位。
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Al2O3-SiO2系统Байду номын сангаас态图
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2.4
高铝质耐火材料
Al203≥48％，分为三个等级： I等：A1203＞75％ II等：A12O3 Ⅲ等：A12O3 60—75％ 48一60％
掺加CuO、Cu20、TiO2、Fe2O3等导热能力高的金属氧比物，一般采用
高硅质原料，经高压成型。 气孔率为16％左右，体积密度超过1.95g／cm3。导热系数大于18W／
m· ℃，机械强度高。
随着金属氧化物的掺入，硅传导热能力显著提高，但对制品的耐火 度、荷重软化温度有影响。
熔融石英陶瓷
2.2 硅质耐火材料
如何鉴别耐火原料的种类？
氧化硅，氧化铝，氧化钙，氧化镁，石墨，碳化 硅，活性碳 颜色，密度，水化性，耐酸碱性，金相观察，X 射线衍射分析，… …
1
第2章 Al2O3-SiO2系耐火材料
Al2O3-SiO2系统状态图
硅质耐火材料
粘土质耐火材料
高铝质耐火材料
氧化铝耐火材料
2.1 Al2O3-SiO2系统状态图
熔融石英玻璃制品
熔融石英陶瓷制品
举例：泥浆浇注熔融石英陶瓷长水口砖 生产流程：
原料处理——泥浆制备——浇注成型——干燥——烧成
2.3 粘土质耐火材料
一、原料——耐火粘土
TiO2及Fe2O3等杂质，含量约为6-7％。
主要组成为高岭石（Al2O3· 2SiO2· 2H2O），其余部分为K2O、Na2O、CaO、MgO
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4
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2.2 硅质耐火材料
硅质耐火材料是指以二氧化硅SiO2为主成分的耐火材料。 主要制品：硅砖，不定形硅质耐火材料，石英玻璃制品。 酸性耐火材料，抵抗酸性炉渣侵蚀能力强，荷重软化温度高，耐磨。
导热性好，在600℃以上使用时耐热震性较好，而在600℃以下使用
时耐热震性很差。
用于焦炉、玻璃熔窑以及其他热工设备。 三种晶型：石英，方石英，鳞石英
•快速型转变 可逆
2.2 硅质耐火材料
硅砖生产
•原料——硅石
•石英岩 •脉石英
★ ★ ★ ★ ★
•石英砂岩
•燧石岩
★
★ ★ ★ ★
•石英砂
•硅藻土
•硅灰
2.2 硅质耐火材料
•硅砖生产工艺流程
工艺特点：
•使用前原料必须拣选，冲洗。 •原料中加入废硅砖以减少烧成膨胀。 •原料不经煅烧，直接配用破碎和筛分后的硅石颗粒料和细粉。 •需加矿化剂(3%-4%)。
煅烧高岭石：
高岭石在煅烧时发生脱水分解、化合、结晶、晶体长大等一系列物 理化学变化，并伴有较大的体积变化，一般不能直接用来制造砖坯，必 须在高温窑内加热煅烧成熟料方可使用.
3（Al2O3· 2SiO2· 2H2O）→3A12O3.2SiO2＋4SiO2＋6 H2O↑
高岭石 莫来石 方石英
比较: 硅砖原料的使用
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二、粘土质耐火制品的性质
1、耐火度：1580-1730℃ •特等：耐火度≥1750℃ •一等：耐火度≥1730℃ •二等：耐火度≥1670℃ •三等：耐火度≥1580℃ 1、荷重软化温度在1350℃左右。 2．高温体积稳定性：残余收缩一般为0.2一0.7％，不超过1％。 3．耐热震性好，普通粘土砖1100℃水冷循环达10次以上，多熟料粘 土砖可达50一100次或更高。原因主要是莫来石及整个制品的热膨胀 系数小(平均4.5－5.8×10／℃)，而且比较均匀，过程中不发生晶型 转变所引起的体积变比。而且熟料颗粒之间尚有许多裂纹，可以缓冲 应力作用。
2.2 硅质耐火材料
二氧化硅的同素异晶转变
二氧化硅在加热过程中，在不同的温度下以不同的晶型存在，在
一定条件下相互转变，并伴随有体积变化。 •迟钝型转变 不可逆
2.2 硅质耐火材料
硅砖的性质和使用
六、耐热震性 在850℃下水冷仅为1—2次。其原因在于温度剧烈变化时，硅砖内部的 结晶发生快速型转变，体积突然膨胀或收缩，产生较大的内应力所致。
当使用温度在600℃以上波动时，由于结晶不发生快速型转变，耐热震
性较好。 七、抗渣性
对酸性及弱酸性炉渣和含腐蚀性炉气的侵蚀有很强的抵抗能力。对含
体积密度为1.8一1.95g／cm3。 硅砖的成型压力愈高，体积密度愈
大。增大体积密度可以提高硅砖的结构强度、导热性和抗渣能力。
2.2 硅质耐火材料
硅砖的性质和使用
三、耐火度
1600一1730℃。随着SiO2含量、晶型、杂质种类及数量的不同而略有 变化。SiO2含量愈高耐火度愈高，杂质含量愈多则耐火度愈低。 四、荷重软化温度 一般为1620一1670℃，与其耐火度接近。影响因素主要是砖中杂质种 类、数量和晶型与密实状况等。 五、高温体积稳定性 热膨胀+晶型转变导致的体积膨胀。
2.2 硅质耐火材料
硅砖的性质和使用
一、化学矿物组成
2.2 硅质耐火材料
硅砖的性质和使用
二、真密度和体积密度
一般硅砖的真密度在2.388g／cm3以下，优质硅砖在2.33—2.34g
／cm3范围内，硅石为2.652／cm3。根据真密度可以判断硅砖的矿
物组成。 硅砖的体积密度与气孔率有关。一般硅砖的显气孔率为17－25％，
一、原料：高铝矾土（主要原料）、三石、工业氧化铝等。
二、生产工艺特点
与多熟料粘土质制品的生产工艺相似。烧成比粘土耐火制品困难 得多（二次莫来石化），条件控制更加严格。
三、高铝质耐火材料的性质
1．耐火度
耐火度波动范围大，一般为1770一2000℃，主要受A1203含量的影 响，同时耐火度还受杂质含量和种类的影响，与制品的矿相结构有关。
CaO和FeO有一定的抵抗能力。 八、使用
焦炉、玻璃熔窑以及其他热工设备。用硅砖砌筑焦炉炭化室隔墙，在
高温下具有良好的稳固性和气密性，使用寿命可达10-15年。
2.2 硅质耐火材料
高密度高导热性硅砖 为了适应焦炉大型化和强化生产的需要，对焦炉硅砖的质量提出了 更高的要求，需要生产密度高、结构强度大和导热性能高的硅砖。
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三、粘土砖的用应途
凡无特殊要求的砖体均可用粘土砖砌筑： 高炉、热风炉、化铁炉和电炉等温度较低部分 使用粘土砖。盛钢桶、浇铸系统用砖、加热炉、 热处理炉、燃烧室、烟道、烟囱等均使用粘土
砖。
尤其适用于温度变化较大部位。
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Al2O3-SiO2系统Байду номын сангаас态图
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2.4
高铝质耐火材料
Al203≥48％，分为三个等级： I等：A1203＞75％ II等：A12O3 Ⅲ等：A12O3 60—75％ 48一60％
掺加CuO、Cu20、TiO2、Fe2O3等导热能力高的金属氧比物，一般采用
高硅质原料，经高压成型。 气孔率为16％左右，体积密度超过1.95g／cm3。导热系数大于18W／
m· ℃，机械强度高。
随着金属氧化物的掺入，硅传导热能力显著提高，但对制品的耐火 度、荷重软化温度有影响。
熔融石英陶瓷
2.2 硅质耐火材料
如何鉴别耐火原料的种类？
氧化硅，氧化铝，氧化钙，氧化镁，石墨，碳化 硅，活性碳 颜色，密度，水化性，耐酸碱性，金相观察，X 射线衍射分析，… …
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第2章 Al2O3-SiO2系耐火材料
Al2O3-SiO2系统状态图
硅质耐火材料
粘土质耐火材料
高铝质耐火材料
氧化铝耐火材料
2.1 Al2O3-SiO2系统状态图
熔融石英玻璃制品
熔融石英陶瓷制品
举例：泥浆浇注熔融石英陶瓷长水口砖 生产流程：
原料处理——泥浆制备——浇注成型——干燥——烧成
2.3 粘土质耐火材料
一、原料——耐火粘土
TiO2及Fe2O3等杂质，含量约为6-7％。
主要组成为高岭石（Al2O3· 2SiO2· 2H2O），其余部分为K2O、Na2O、CaO、MgO
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2.2 硅质耐火材料
硅质耐火材料是指以二氧化硅SiO2为主成分的耐火材料。 主要制品：硅砖，不定形硅质耐火材料，石英玻璃制品。 酸性耐火材料，抵抗酸性炉渣侵蚀能力强，荷重软化温度高，耐磨。
导热性好，在600℃以上使用时耐热震性较好，而在600℃以下使用
时耐热震性很差。
用于焦炉、玻璃熔窑以及其他热工设备。 三种晶型：石英，方石英，鳞石英
•快速型转变 可逆
2.2 硅质耐火材料
硅砖生产
•原料——硅石
•石英岩 •脉石英
★ ★ ★ ★ ★
•石英砂岩
•燧石岩
★
★ ★ ★ ★
•石英砂
•硅藻土
•硅灰
2.2 硅质耐火材料
•硅砖生产工艺流程
工艺特点：
•使用前原料必须拣选，冲洗。 •原料中加入废硅砖以减少烧成膨胀。 •原料不经煅烧，直接配用破碎和筛分后的硅石颗粒料和细粉。 •需加矿化剂(3%-4%)。
煅烧高岭石：
高岭石在煅烧时发生脱水分解、化合、结晶、晶体长大等一系列物 理化学变化，并伴有较大的体积变化，一般不能直接用来制造砖坯，必 须在高温窑内加热煅烧成熟料方可使用.
3（Al2O3· 2SiO2· 2H2O）→3A12O3.2SiO2＋4SiO2＋6 H2O↑
高岭石 莫来石 方石英
比较: 硅砖原料的使用
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二、粘土质耐火制品的性质
1、耐火度：1580-1730℃ •特等：耐火度≥1750℃ •一等：耐火度≥1730℃ •二等：耐火度≥1670℃ •三等：耐火度≥1580℃ 1、荷重软化温度在1350℃左右。 2．高温体积稳定性：残余收缩一般为0.2一0.7％，不超过1％。 3．耐热震性好，普通粘土砖1100℃水冷循环达10次以上，多熟料粘 土砖可达50一100次或更高。原因主要是莫来石及整个制品的热膨胀 系数小(平均4.5－5.8×10／℃)，而且比较均匀，过程中不发生晶型 转变所引起的体积变比。而且熟料颗粒之间尚有许多裂纹，可以缓冲 应力作用。