耐火构造

土木工程学科领域术语

耐火材料主要是指粘土砖（fireclaybrick），是最常用的半酸性耐火材料。用耐火粘土和烧好的熟料，经粉碎，混合，成型，烧制而成。粘土耐火制品主要有粘土砖和不定形耐火材料，粘土耐火制品因其生产简便，价格便宜，广泛应用于高炉、热风炉、均热炉、退火炉一、锅炉、铸钢系统以及其他热工设备是消耗量较大的耐火制品之一。

简介

氧化铝含量一般是30%～45%，热稳定性好，耐火度1580～1750℃。广泛用于砌筑高炉，平炉，回转窖，隧道窖，池窖等。标准耐火砖的规格是230毫米×113毫米×65毫米。

粘土耐火制品的分类

粘土耐火制品主要有粘土砖和不定形耐火材料，粘土耐火制品因其生产简便，价格便宜，广泛应用于高炉、热风炉、均热炉、退火炉一、锅炉、铸钢系统以及其他热工设备是消耗量较大的耐火制品之一。

粘土质耐火材科的原科

粘土质耐火材料的原料为耐火粘土。耐火粘土的矿物组成主要是高岭石，并伴有少量的石英、硫铁矿、金红石一、蜡石及有机物等杂质。耐火愁土的性能主要取决于高岭石，但杂质的危害极大其中危害最大的是Fe2O3和TiO2，它们使砖坯在烧成时产生鼓泡、熔洞及黑斑等缺陷会降低烧成率和制品耐火睦能因此，上述杂质的质量分数应严格控制在：CaO+ MgO小于0.6%-1.5%. Na2O+K2O小于1.5%。杂质总的质量分数必须小干6%。

粘土耐火制品的生产

1.生产流程

粘土耐火制品生产流程的选择。主要取决于原料的性质或成品的质量要求其工艺流程大致有3种：

流程1是制造一般粘土制品如粘土砖、浇铸用砖等采取的工艺流程而流程2、3是制造优质粘土制品的工艺这两种工艺的不同在于后者是将部分软质粘土以泥浆形式加入泥料中。多熟料粘土质制品采用这一工艺流程生产，可以显著地改善泥料的成型性能及制品的物理和高温性质。

2.原料准备

主要是粘土熟料的制备和结合粘土的制备其中，熟料的制备是将耐火粘土原料经高温锻烧制成各级颗粒料和细粉结合粘土的制备是将粘土粗碎、干燥、细磨成粉及调浆。

3.配料、混练与成型

以短烧的耐火粘土熟料为瘠料，配以一定比例的结合粘土制成混合料。混合料中熟料所占比例多，称为多熟料制品。此种制品体积稳定性高，其他性质也较好，但需要强力成型。多熟料砖是生产与应用最广泛的粘土制品。

4.干燥

粘土砖砖坯含水量依成型方法而不同，半干压成型坯含水量低，水分蒸发时几乎不发生收缩，可快速干操，或直接装车入窑。含水较多的砖坯。可预先采用适当的自然风干或热气加热干燥。然后送入隧道窑。干燥过程控制的关键因素为干燥速度应以保证砖坯不变形、不开裂和具有一定强度为原则。控制最终进入烧成窑内的砖坯含水量在2%以下。

5.烧成

烧成的目的是使砖坯烧结，使其具有一定强度的外形尺寸、致密性与气孔率，力学强度要高，体积稳定性较好，耐火性能好。

粘土质耐火材料的性质

粘土质耐火制品的性质在较大范围内波动，各等级耐火粘土的理化指标：

1.耐火度

粘土质耐火制品的耐火度较低，为1580℃-1770℃，主要与制品的化学组成有关。一般情况下耐火度随Al2O3的质量分数的增加而提高，随杂质的质量分数尤其是Fe2O3和碱金属的质量分数的增加而显著降低。

2.高温耐压强度

粘土砖高温耐压强度随Al2O3的质量分数的增加而增大同时受低熔点物质高温下出现液相温度、液相的数量及其粘度影响。一般在800℃以上可出现塑性变形塑性变形的出现可以消除制品内应力的影响，使强度提高。

3.荷重软化温度

粘土质耐火制品的荷重软化温度主要取决于制品中Al2O3的质量分数和杂质的种类及数量。与其他制品相比，虽然在粘土质耐火制品中有熔点很高的莫来石晶相但在较低的温度下（1250℃-1400℃）就开始软化。

4.高温体积稳定性

粘土质耐火制品长期在高温条件下使用，会产生残余收缩，这是由于在生产过程中加入一定数量的结合剂（如结合粘土）在烧成时矿化作用不彻底造成的。

5.抗热震性

粘土质耐火制品的抗热震性好，普通粘土砖在1000℃下，水冷循环达10次以上，多熟料粘土砖可达50-100次或更高。

6.抗渣性

粘土质耐火制品属酸性耐火材料抵抗弱酸性炉渣浸蚀的能力强对酸性和碱性炉渣的抵抗能力较差，提高制品的致密度，降低气孔率，能提高制品的抗渣性能。增大Al2O3的质量分数，抗碱性渣浸蚀能力提高随SiO2的质量分数的增加抗酸性渣的能力增强。

等级划分

氧化铝含量在30%～48%的硅酸铝质耐火材料。耐热震性较好。荷重软化开始温度1250～1450℃。高温性能较好，由制品中氧化铝含量和杂质（三氧化二铁、氧化钾、氧化钠）含量决定。例如普通黏土制品，按氧化铝含量而分为一等（不小于40%）、二等（不小于35%）和三等（不小于30%），其相应耐火度分别为1730℃，1670℃和1610℃。用作高炉、热风炉、加热炉、锅炉、石灰窑、玻璃窑、陶瓷烧成窑中的耐火材料。

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