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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(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(fù)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(shù)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(jìn)行描述的術(shù)語有幾個：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(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(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）。

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(chǎn)生可塑性（《采礦術(shù)語詞典》,美國地質(zhì)協(xié)會）。

3、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）。

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(jié)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(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%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(dāng)?shù)募?xì)度（《采礦術(shù)語詞典》,美國地質(zhì)協(xié)會）。

1、化學(xué)組成：主要成分決定該耐火材料的品質(zhì)和特點

2、體積密度：單位體積重量,密度大,說明致密性好,強(qiáng)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(yán)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(qiáng)度：承受（常溫）的最大壓力能力

7、抗折強(qiáng)度：承受剪切壓力的能力

8、線性變化率：也叫重?zé)�線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：大家都知道我就不多說了,它是耐火材料品質(zhì)最佳的指標(biāo)之一

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(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(xì)裂紋,具有較強(qiáng)抗堿性,抗剝落性和抗渣性較好

6、磷酸鹽磚：耐火度低,但強(qiáng)度高熱震性好,多用于蓖冷機(jī)、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(qiáng)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(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(zhǔn)形、普異形、異形及特異形磚類。粘土質(zhì)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(lán)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(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(jī)械強(qiáng)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(xì)顆粒的尺寸分布測定。

二、細(xì)度與比表面積

細(xì)度表示粉狀原料的粗細(xì)程度,常以標(biāo)準(zhǔn)篩的篩余百分?jǐn)?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(xì)度與粒度沒有嚴(yán)格的區(qū)別,只是前者習(xí)慣于細(xì)粉狀原料粗細(xì)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(jī)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�？伤苄允墙Y(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�？伤苄灾笖�(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?jǐn)?shù)表示即為可塑性指數(shù)。

可塑性指標(biāo)代表泥料的成型性能。方法是將泥團(tuán)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�？伤苄灾笜�(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：

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(jié)晶形態(tài)和結(jié)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(jié)合粘土的可塑性對比列于表2中。

在實際生產(chǎn)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(zhì),如石英等；

② 將選料細(xì)磨,增加其分散度；

③ 加入適量可塑性物質(zhì)結(jié)合劑,如紙漿廢液、糊精等；

④ 對泥料進(jìn)行真空擠出處理；

⑤ 延長困料時間。

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

我國水泥工業(yè)耐火材料行業(yè)存在行業(yè)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(chǎn)企業(yè)的重組整合,才能適應(yīng)水泥工業(yè)的快速發(fā)展。同時,企業(yè)還應(yīng)該加強(qiáng)與科研院所及用戶單位的合作,加大產(chǎn)學(xué)研合作力度,在綠色耐火材料的技術(shù)上實現(xiàn)新突破,力爭在短時間內(nèi),在一些關(guān)鍵性的綠色耐火材料技術(shù)和推廣應(yīng)用上取得實質(zhì)性突破。

發(fā)展綠色耐火材料戰(zhàn)略是關(guān)系到我國當(dāng)前和今后耐火材料行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要發(fā)展戰(zhàn)略。

而即將出臺的《耐火原材料行業(yè)準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)》,必將推動今后幾年淘汰落后生產(chǎn)工序裝備、培育龍頭企業(yè)、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)向規(guī)�；�集約化方向發(fā)展。

當(dāng)然,發(fā)展綠色耐材的同時,產(chǎn)品質(zhì)量也必須保證。耐火材料壽命不高的原因主要有廠家生產(chǎn)設(shè)備落后,采用摩擦壓磚機(jī)成型,其配料、成型、燒成、檢驗工序中自動化水平較低,產(chǎn)品質(zhì)量波動大,尺寸偏差大；砌筑方法不當(dāng)。在使用中,為了防止耐火材料出現(xiàn)掉磚現(xiàn)象,過量地使用鋼板鎖緊,導(dǎo)致升溫中耐火材料產(chǎn)生很大膨脹,過度受壓使耐火磚損害；精細(xì)化管理程度低等。

為解決耐火材料壽命短的問題,一些企業(yè)開始開發(fā)節(jié)能產(chǎn)品,如用硅莫磚(高鋁碳化硅材料)代替熱導(dǎo)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(jié)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(zhuǎn)窯上的使用,有效避免鉻公害。

事實上,水泥企業(yè)應(yīng)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(qiáng)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(jù)實際使用情況,優(yōu)化設(shè)計方案,提高精細(xì)化管理水平,提高水泥窯的運轉(zhuǎn)率,降低耐火材料噸熟料消耗。

中國建材聯(lián)合會組織舉行的《水泥回轉(zhuǎn)窯用耐火材料使用規(guī)程》審查會上,與會專家經(jīng)過審議并一致通過了標(biāo)準(zhǔn)送審稿。標(biāo)志著國內(nèi)、外水泥窯用耐火材料第一部使用技術(shù)規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)順利完成,將對推動水泥窯用耐火材料的標(biāo)準(zhǔn)化、促進(jìn)行業(yè)發(fā)展和轉(zhuǎn)型升級具有重要意義。