酸性耐火材料

通常指SiO2等酸性氧化物含量高的耐火材料。如硅质、半硅质、熔融石英及再结合熔融石英耐火材料等。各国规定的二氧化硅含量不同。下限通常在65%～80%之间。它以硅酸或者硅酸铝为主要组成，是在高温和碱作用下容易生成盐的耐火材料。

起源历史

中国在公元前1700年的青铜器时代中期已开始使用耐火材料，当时采用天然耐火原料（如泡砂石和粘土），经过简单加工夯打筑炉。1975年中国考古学家在郑州西北郊古荥阳城外发现一处公元前200年的汉代冶铁遗址。对其炼铁炉的初步研究表明，炉身采用砂质粘土，炉腹、炉缸和炉底采用含碳耐火粘土。

近代耐火材料大致起源于19世纪上半叶的欧洲。1810年首次出现了用耐火粘土制造粘土砖的工厂;1822年英国以石英岩为原料，石灰为结合剂制成硅砖，并在炼钢炉应用。到20世纪上半叶，粘土砖和硅砖等的质量不断提高，品种日益增多。这个时期开发出了铬质、镁质、镁铬质和高铝质等高级耐火材料。

介绍

酸性耐火材料在高温下能抵抗酸性渣的侵蚀。主要有石英玻璃制品、熔融石英再结合制品、硅砖及硅质不定型耐火材料，属强酸性。半硅质耐火材料为中酸性。粘土质耐火材料称半酸性或弱酸性耐火材料。锆英石质耐火材料和碳化硅质耐火材料作为特殊酸性耐火材料划归此类。酸性耐火材料不耐碱性炉渣和碱性熔剂。主要用于焦炉、平炉蓄热室和炉顶，耐火材料烧成窑和玻璃池窑等。

分类

根据酸性强弱主要有：（1）强酸性的硅砖、不定形硅质耐火材料以及石英玻璃制品、熔融石英再结合制品；（2）中等酸性的半硅质耐火材料及叶蜡石质耐火材料；（3）弱酸性的黏土质耐火材料。酸性耐火材料的主要特点是在高温下能抵抗酸性物质（酸性渣）的侵蚀，但易与碱性物质（碱性渣）起反应，锆英石质耐火材料和碳化硅质耐火材料作为特殊酸性耐火材料也归于此类。

相关信息

耐火材料性能主要是由其化学—矿物组成和组织结构（包括显微结构）所决定。在化学组成确定后，工艺是控制结构的主要手段。

耐火材料主要是由多种氧化物和非氧化物，以及由它们形成的矿物所组成。一般用化学分析方法测定各氧化物和非氧化物的含量。用偏光显微镜、电子显微镜、X射线衍射分析仪、差热分析仪等观察鉴别耐火材料矿物组成和显微结构; 这包括材料中形成的物相种类、数量、结晶大小和分布结合情况等。

耐火材料宏观结构包括显气孔率、体积密度、透气度等。由于测定方法简便，因此它们是鉴定产品质量和控制生产工艺过程的常用测试项目。

常用力学性能有常温耐压强度、抗折强度、耐磨损性、弹性模量等。它们也是判断产品质量和控制生产工艺过程的重要指标。热学性质有线膨胀系数、比热容和热导率等。它们对热工设备修砌、设计及热平衡计算等有重要意义。高温使用性能主要有耐火度、高温结构强度（包括高温荷重软化温度、高温耐压和抗折强度、高温蠕变等）、重烧线变化（高温体积稳定性）、抗热震性（又称耐崩裂性、热震稳定性、耐急冷急热性）以及抗渣性等。

耐火度是表示由耐火材料制成的三角锥形试样抵抗高温而不软化熔倒的性能。高温荷重软化温度是表示耐火材料制品在承受高温和荷重的共同作用下的性能。重烧线变化是表示材料加热至高温后，不可逆收缩或膨胀。抗热震性是表示材料抵抗温度急变而不损坏的能力。抗渣性是表示材料在高温下对于熔融物料（如炉渣、熔融金属、玻璃等）侵蚀作用的抵抗能力。高温荷重软化温度、抗热震性及抗渣性等高温使用性能，是衡量耐火材料质量的极其重要的技术指标。

常用材料

硅砖

硅砖是含93%以上SiO2的硅质制品，使用的原料有硅石、废硅砖等。硅砖抗酸性炉渣侵蚀能力强，但易受碱性渣的侵蚀，它的荷重软化温度很高，接近其耐火度，重复煅烧后体积不收缩,甚至略有膨胀,但是抗磨具热震性差。硅砖主要用于焦炉、玻璃熔窑、酸性炼钢炉等热工设备。

粘土砖

粘土砖中含30%～46%氧化铝，它以耐火粘土为主要原料，耐火度1580～1770℃，抗热震性好，属于弱酸性耐火材料，对酸性炉渣有抗蚀性，用途广泛，是目前生产量最大的一类耐火材料。

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