耐火磚是服務於高溫技術的基礎材料,與各種工業窯爐有著極為密切的關係。玻璃窯等各種工業窯爐因用途和使用條件不同,對構成其主體的基本材料——耐火磚的要求也就不同。而不同種類的耐火磚也由於化學礦物組成、顯微結構的差異和生產工藝的不同,表現出不同的基本特性。所以,在了解和研究工業窯爐築爐材料的過程中,有必要對耐火磚的種類加以敘述介紹。
首先介紹硅鋁系耐火磚,據悉,其是以AL2O3—SiO2二元系統相圖為基本理論,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。它主要用於砌築焦爐,也用於各種玻璃、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(最高可達30%)所組成。通常以硬質粘土為原料,預先煅燒成熟料,然後配以軟質粘土,以半干法或可塑法成型,溫度在1300~1400 C燒成粘土磚製品。也可以加少量的水玻璃、水泥等結合劑製成不燒製品和不定形材料。它是高爐、熱風爐、加熱爐、動力鍋爐、石灰窯、迴轉窯、玻璃窯、陶瓷和耐火磚燒成窯中常用的耐火磚。
(三)高鋁磚,高鋁磚的礦物組成為剛玉、莫來石和玻璃相,其含量取決於AL2O3/ SiO2比以及雜質的種類和數量,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。它多用燒結法生產。但產品還有熔鑄磚、熔粒磚、不燒磚和不定形耐火磚。高鋁磚廣泛用於鋼鐵工業、有色金屬工業和其他工業。
(四)剛玉磚,剛玉磚是指AL2O3含量不小於90%,以剛玉為主要物相的的一種耐火磚,可分為燒結型剛玉磚和電熔型剛玉磚。
耐火磚編號規則:
通用耐火磚的磚號由於「T」字開頭,即「通」字漢語拼音的第二個字母,通用磚的磚號是:T-1,T-2,T-3……..T-105。T字後的Z、C、S、K及J分別為直形磚,側楔形磚,寬楔形磚及拱腳磚的"直","側","豎","寬"及"腳"字漢語拼音的第一個小寫字母.短橫線後來順序號.
代號中Z、C、S、K及J分別為直形磚、側楔形磚及拱腳形磚的"直","豎","寬"及"腳"字的漢語拼音的第一個大寫字母.
直形磚字母后為磚長a的百位及十位數字,接著為磚厚C的十位數字.楔形磚字母后為大小頭之間距離b的百位及十位數字.接著為磚厚C的十位數字.
楔形磚字母后為大小頭之間距離b的百位及十位數字,接著為大頭尺寸a及小頭尺寸a1的十位以上的數字.數字末的K為錯縫寬磚"寬"字漢語拼音的第一個小寫字母.
拱腳磚字母后為斜面長L的百位及十位數字.接著為傾斜角a的十位數字.
通用磚由於其通用性,所以它包括的內容面比較廣,大致有以下兩個方面.
1、包括標準磚、普型製品
T-3,T-6,T-19,T-22,T-38,T-41為標準磚。除標準以外的磚號,分別劃為普型製品、異型製品、特型製品。
2、包括不同材質的製品
同一種磚號包括有粘土磚,半硅磚,硅磚,輕質粘土磚(LZ)-65, (LZ)-55, (LZ)-48等幾種不同材質。需要說明的是:並非所有的磚號都有這幾種材質,有一些磚號沒有輕質粘土磚。
此外,通用磚還有一些其它規定:爐門拱耐火製品的型狀和尺寸,磚號E-1-E-11;高爐粘土質和高鋁質耐火製品,磚號G-1-G-6等等,這些也屬於耐火磚標準的一部分。
耐火磚的耐火度與熔點不同,熔點是結晶體的液相與固相處於平衡時的溫度。絕大多數耐火磚的成分都是多相非均質材料。無一定熔點,其開始出現液相到完全熔化是一個漸變過程,在相當寬的高溫範圍內,固液相併存,故如欲表徵耐火磚在高溫下的軟化和熔融的特證,只能以耐火度來度量。因此,耐火度是多相體達到某一特定軟化程度的溫度。
一些常用耐火磚的耐火度如下:
1、粘土磚 1610〜1750℃
2、硅磚 1690〜1730℃
3、結晶硅石 1730〜1770℃
4、硬質粘土 1750〜1770℃
5、高鋁磚 >1770〜2000℃
6、鎂質耐火磚 >2000℃
7、白雲石耐火磚 >2000℃
耐火度雖然是評價耐火磚的一項重要技術指標,但不能作為耐火磚使用溫度的上限。高鋁磚耐火度檢驗標準為GB/T 7322《高鋁磚耐火度試驗方法》。