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例如耐火粘土磚、高鋁磚、硅磚、鎂磚等。

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。磚（brick）產品包括耐火黏土磚（fire clay bricks）,如高爐阻隔磚（checker bricks）和高氧化鋁磚（high alumina bricks),如用于水平感應電爐和垂直感應電爐襯里的支撐磚。在無定形料部門,有多種產品消費,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。

一、耐火黏土術語與定義

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,高嶺土存象最為豐富。

目前對耐火黏土進行描述的術語有幾個：耐火黏土、燧石黏土（flint clay,或稱硬質黏土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,這些礦產都含有高嶺石,而其組成為20-45%Al2O3、〈3%Fe2O3和〈3%Na2+K2O。

當高嶺石在溫度逐漸升高條件下煅燒時,其礦物相不斷發生變化,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（bauxitic）高嶺土制得。在這些溫度下,黏土的主要礦物相（main mineral phases）轉化為莫來石、方英石(cristobalite）和一種玻璃相（glassy phase）。

1、耐火黏土

這是一種富含在水合硅酸鋁中的硅質黏土,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（《采礦術語詞典》,美國地質協會編）。

2、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生可塑性（《采礦術語詞典》,美國地質協會）。

3、熟耐火土

它是用于耐火磚生產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）構成的,也稱（黏土）熟料,英文名稱chamotte（《采礦術語詞典》,美國地質協會）。

4、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,由耐火黏土粘結的材料。水鋁石黏土最純者在煅燒后往往含Al2O3 70-80%。

5、中國黏土

●軟質黏土（包括球黏土）、耐火黏土和高嶺土：<45%Al2O3

●燧石黏土（國內俗稱“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%Al2O3

6、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）,其所有成分均碾磨到適當的細度（《采礦術語詞典》,美國地質協會）。

1、化學組成：主要成分決定該耐火材料的品質和特點

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,但導熱系數可能就大

3、顯氣孔率：沒做具體要求,但作為生產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,此參數很重要,標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）的最大壓力能力

7、抗折強度：承受剪切壓力的能力

8、線性變化率：也叫重燒線變化或叫殘余線變化,指每次在同等溫度變化中體積發生膨脹收縮的變化,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

1、耐磨性：大家都知道我就不多說了,它是耐火材料品質最佳的指標之一

2、熱導率：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

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：在高溫小抵抗溶渣侵蝕作用而不被破壞的能力

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,國際上生產和使用鎂鉻磚的國家逐漸減少,現用此磚的生產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。

耐火土

民間點爐子 套爐膛用得一種土

粘土質耐火土

1、特性及用途：粘土質耐火磚屬弱酸性耐火材料,其熱穩定性好,適應于熱風爐,各種鍋爐內襯,及煙道、煙室等。2、產品規格形式：標準形、普異形、異形及特異形磚類。粘土質耐火磚理化性能。

原材之一,土：鋁凡土,高嶺土,粘土,硅藻土

原材之二,石：瑩石,藍晶石,紅柱石,鎂橄欖石,蛭石,莫來石,葉蠟石,綠泥石,白云石,硅線石,鎂鋁尖晶石,硅石

原材之三,砂：陶砂,鋯英砂,石英砂,鎂砂

原材之四,礦：鉻礦

原材之五,粉：金屬鋁粉,硅微粉,金屬硅粉

耐火磚原材之六,其他：瀝青,石墨,酚醛樹脂,珍珠巖,漂珠,賽隆,剛玉,硫酸硅,碳化硅,水玻璃,硅溶膠,碳化硼,鋁酸鈣水泥,氮化材料,頁巖陶粒,氧化鋁,鋁溶膠,氧化鋯等。

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）是指連續的、不同粒度級別（以mm,μm或篩孔網目表示）范圍內,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、機械強度及熱震穩定性等的影響也十分明顯。要想得到質量穩定的耐火材料,除對原料的化學礦物組成有所要求外,對其顆粒尺寸分布也應有明確要求。

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。

二、細度與比表面積

細度表示粉狀原料的粗細程度,常以標準篩的篩余百分數或比表面積表示,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別,只是前者習慣于細粉狀原料粗細程度的表示。

比表面積是指單位質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、可塑性與結合性

物質受外力作用后發生變形而不產生裂紋,在外力解除后,變形的形態仍然保留而不再恢復原狀的性能稱為可塑性。可塑性是結合粘土的一個重要的成型工藝指標。可塑性與固體顆粒吸附水的性能、比表面積和水量有關,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,又具有一定的結合力,因而具有較高的可塑性。

可塑性的測量有可塑性指數法與可塑性指標法,也有用可塑水分來衡量的。可塑性指數是指泥料呈可塑狀態時,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時的上限含水量,當含水量超過液限時,泥料呈半固體狀態。液限與塑限之差,以百分數表示即為可塑性指數。

可塑性指標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裂紋為止。可塑性指標是泥球在外力作用下的變形程度,即應力與應變之乘積,計算公式如下：

可塑性指標 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——泥球受壓而出現第一條裂紋時的載荷,kg

粘土的可塑性按可塑性指數或可塑性指標可以分為四級,其對應關系如表1所列。

表1粘土的可塑性等級：

影響粘土可塑性的因素很多。一種是粘土礦物的生成年代、礦物種類、結晶形態和結晶度。由有序度高的高嶺石組成的高嶺土,可塑性低；由有序度低的高嶺石組成的高嶺土則與之相反。另外粘土的粒度、陽離子交換性、可交換性陽離子種類均影響其可塑性。幾種常用結合粘土的可塑性對比列于表2中。

在實際生產中,增加原料可塑性的主要方法有：

① 選料,除去其中的非可塑性雜質,如石英等；

② 將選料細磨,增加其分散度；

③ 加入適量可塑性物質結合劑,如紙漿廢液、糊精等；

④ 對泥料進行真空擠出處理；

⑤ 延長困料時間。

原料的結合性是指粘土類原料與非塑性原料結合,形成可塑性泥團并具有一定的干燥強度能力。結合粘土的結合性通常以能夠形成可塑性泥團時所加入標準石英砂（顆粒組成0.25～0.15mm占70%,0.15～0.09mm占30%）的數量和干燥后的抗折強度來反映。一般可塑性強的粘土,其結合能力也強（也有例外,如南寧球粘土很純而粒度細,可塑性很好。但因表面能大吸附水多,干燥時脫水收縮大,產成的裂隙多致使干燥強度差。其可塑性指數可達36～47,而抗折強度僅為0.48Mpa。

我國水泥工業耐火材料行業存在行業集中度低、惡性競爭、原料資源短缺等問題目,只有加快水泥窯用耐火材料生產企業的重組整合,才能適應水泥工業的快速發展。同時,企業還應該加強與科研院所及用戶單位的合作,加大產學研合作力度,在綠色耐火材料的技術上實現新突破,力爭在短時間內,在一些關鍵性的綠色耐火材料技術和推廣應用上取得實質性突破。

發展綠色耐火材料戰略是關系到我國當前和今后耐火材料行業可持續發展的重要發展戰略。

而即將出臺的《耐火原材料行業準入標準》,必將推動今后幾年淘汰落后生產工序裝備、培育龍頭企業、促進產業向規模化集約化方向發展。

當然,發展綠色耐材的同時,產品質量也必須保證。耐火材料壽命不高的原因主要有廠家生產設備落后,采用摩擦壓磚機成型,其配料、成型、燒成、檢驗工序中自動化水平較低,產品質量波動大,尺寸偏差大；砌筑方法不當。在使用中,為了防止耐火材料出現掉磚現象,過量地使用鋼板鎖緊,導致升溫中耐火材料產生很大膨脹,過度受壓使耐火磚損害；精細化管理程度低等。

為解決耐火材料壽命短的問題,一些企業開始開發節能產品,如用硅莫磚(高鋁碳化硅材料)代替熱導率較高的鎂鋁尖晶石磚,以降低散熱損失、降低噸熟料熱耗,節約能源。并用鎂鐵尖晶石磚代替直接鎂鉻磚,取代鎂鉻磚在回轉窯上的使用,有效避免鉻公害。

事實上,水泥企業應針對水泥窯工藝條件及生熟料、燃料的要求,合理選用耐火材料,例如選用強度高、熱膨脹率小、抗熱震性好的高鋁磚,減少升溫時對耐火材料的損壞。同時要根據實際使用情況,優化設計方案,提高精細化管理水平,提高水泥窯的運轉率,降低耐火材料噸熟料消耗。

中國建材聯合會組織舉行的《水泥回轉窯用耐火材料使用規程》審查會上,與會專家經過審議并一致通過了標準送審稿。標志著國內、外水泥窯用耐火材料第一部使用技術規程標準順利完成,將對推動水泥窯用耐火材料的標準化、促進行業發展和轉型升級具有重要意義。