[科普中國]-非黏土耐火材料

非黏土耐火材料主要是指粘土磚（fireclaybrick），是最常用的半酸性耐火材料。用耐火粘土和燒好的熟料，經粉碎，混合，成型，燒制而成。粘土耐火制品主要有粘土磚和不定形耐火材料，粘土耐火制品因其生產簡便，價格便宜，廣泛應用于高爐、熱風爐、均熱爐、退火爐一、鍋爐、鑄鋼系統(tǒng)以及其他熱工設備是消耗量較大的耐火制品之一。

粘土耐火制品的分類粘土耐火制品主要有粘土磚和不定形耐火材料，粘土耐火制品因其生產簡便，價格便宜，廣泛應用于高爐、熱風爐、均熱爐、退火爐一、鍋爐、鑄鋼系統(tǒng)以及其他熱工設備是消耗量較大的耐火制品之一。

粘土質耐火材科的原料粘土質耐火材料的原料為耐火粘土。耐火粘土的礦物組成主要是高嶺石，并伴有少量的石英、硫鐵礦、金紅石一、蠟石及有機物等雜質。耐火愁土的性能主要取決于高嶺石，但雜質的危害極大其中危害最大的是Fe2O3和TiO2，它們使磚坯在燒成時產生鼓泡、熔洞及黑斑等缺陷會降低燒成率和制品耐火睦能因此，上述雜質的質量分數(shù)應嚴格控制在：CaO+ MgO小于0.6%-1.5%. Na2O+K2O小于1.5%。雜質總的質量分數(shù)必須小干6%。1

粘土耐火制品的生產1.生產流程

粘土耐火制品生產流程的選擇。主要取決于原料的性質或成品的質量要求其工藝流程大致有3種：

流程1是制造一般粘土制品如粘土磚、澆鑄用磚等采取的工藝流程而流程2、3是制造優(yōu)質粘土制品的工藝這兩種工藝的不同在于后者是將部分軟質粘土以泥漿形式加入泥料中。多熟料粘土質制品采用這一工藝流程生產，可以顯著地改善泥料的成型性能及制品的物理和高溫性質。

2.原料準備

主要是粘土熟料的制備和結合粘土的制備其中，熟料的制備是將耐火粘土原料經高溫鍛燒制成各級顆粒料和細粉結合粘土的制備是將粘土粗碎、干燥、細磨成粉及調漿。

3.配料、混練與成型

以短燒的耐火粘土熟料為瘠料，配以一定比例的結合粘土制成混合料。混合料中熟料所占比例多，稱為多熟料制品。此種制品體積穩(wěn)定性高，其他性質也較好，但需要強力成型。多熟料磚是生產與應用最廣泛的粘土制品。

4.干燥

粘土磚磚坯含水量依成型方法而不同，半干壓成型坯含水量低，水分蒸發(fā)時幾乎不發(fā)生收縮，可快速干操，或直接裝車入窯。含水較多的磚坯?？深A先采用適當?shù)淖匀伙L干或熱氣加熱干燥。然后送入隧道窯。干燥過程控制的關鍵因素為干燥速度應以保證磚坯不變形、不開裂和具有一定強度為原則?？刂谱罱K進入燒成窯內的磚坯含水量在2%以下。

5.燒成

燒成的目的是使磚坯燒結，使其具有一定強度的外形尺寸、致密性與氣孔率，力學強度要高，體積穩(wěn)定性較好，耐火性能好。2

粘土質耐火材料的性質粘土質耐火制品的性質在較大范圍內波動，各等級耐火粘土的理化指標：

1.耐火度

粘土質耐火制品的耐火度較低，為1580℃-1770℃，主要與制品的化學組成有關。一般情況下耐火度隨的質量分數(shù)的增加而提高，隨雜質的質量分數(shù)尤其是和堿金屬的質量分數(shù)的增加而顯著降低。

2.高溫耐壓強度

粘土磚高溫耐壓強度隨的質量分數(shù)的增加而增大同時受低熔點物質高溫下出現(xiàn)液相溫度、液相的數(shù)量及其粘度影響。一般在800℃以上可出現(xiàn)塑性變形塑性變形的出現(xiàn)可以消除制品內應力的影響，使強度提高。

3.荷重軟化溫度

粘土質耐火制品的荷重軟化溫度主要取決于制品中的質量分數(shù)和雜質的種類及數(shù)量。與其他制品相比，雖然在粘土質耐火制品中有熔點很高的莫來石晶相但在較低的溫度下（1250℃-1400℃）就開始軟化。

4.高溫體積穩(wěn)定性

粘土質耐火制品長期在高溫條件下使用，會產生殘余收縮，這是由于在生產過程中加入一定數(shù)量的結合劑（如結合粘土）在燒成時礦化作用不徹底造成的。

5.抗熱震性

粘土質耐火制品的抗熱震性好，普通粘土磚在1000℃下，水冷循環(huán)達10次以上，多熟料粘土磚可達50-100次或更高。

6.抗渣性

粘土質耐火制品屬酸性耐火材料抵抗弱酸性爐渣浸蝕的能力強對酸性和堿性爐渣的抵抗能力較差，提高制品的致密度，降低氣孔率，能提高制品的抗渣性能。增大的質量分數(shù)，抗堿性渣浸蝕能力提高隨SiO2的質量分數(shù)的增加抗酸性渣的能力增強。3

本詞條內容貢獻者為:

黎明 - 副教授 - 西南大學