耐火砖是用耐火黏土或其他耐火原料烧制而成的特种砖,呈淡黄色或带褐色,能耐1580℃以上高温,主要用于砌冶炼炉等高温工业设备内衬。以下是对耐火砖的详细介绍:
耐火砖分类
硅铝系耐火砖
硅砖:含SiO₂ 93%以上,是酸性耐火砖的主要品种。主要用于砌筑焦炉,也用于各种玻璃、陶瓷、炭素煅烧炉、耐火砖的热工窑炉的拱顶和其他承重部位,在热风炉的高温承重部位也用,但不宜在600℃以下且温度波动大的热工设备中使用。

粘土砖:主要成分为黏土(Al₂O₃含量30%~48%),耐高温性中等,热稳定性较好,成本较低。通常以硬质粘土为原料,预先煅烧成熟料,然后配以软质粘土,以半干法或可塑法成型,温度在1300~1400℃烧成粘土砖制品。也可以加少量的水玻璃、水泥等结合剂制成不烧制品和不定形材料。广泛用于一般工业窑炉(如陶瓷窑、玻璃窑、锅炉等)的内衬。

高铝砖:Al₂O₃含量48%以上,耐高温、耐磨性及抗侵蚀性优于黏土砖。原料为高铝矾土和硅线石类天然矿石,也有掺加电熔刚玉、烧结氧化铝、合成莫来石的,以及用氧化铝与粘土按不同比例煅烧的熟料。多用烧结法生产,但产品还有熔铸砖、熔粒砖、不烧砖和不定形耐火砖。适用于高炉、热风炉、电炉、有色金属冶炼窑炉等高温设备。
刚玉砖:AL₂O₃含量不小于90%,以刚玉为主要物相,可分为烧结型刚玉砖和电熔型刚玉砖。用于高温炉电热元件搁砖、炉底板或炉罐。
碱性系列耐火砖
镁砖:以氧化镁为主要成分(含量80%~85%以上),以方镁石为主晶相。具有良好的抗碱性渣侵蚀能力,适用于碱性炼钢炉(如转炉、电炉)、水泥窑等碱性环境的窑炉内衬。
白云石砖:以白云石作为主要原料生产的一种碱性耐火砖,广泛用于碱性转炉,还可用作某些炉外精炼包的内衬。
镁橄榄石耐火砖:以镁橄榄石2MgO·SiO₂作为主要组成的一种耐火砖,主要用于平炉蓄热室格子砖、铸锭用砖、加热炉炉底以及在炼铜炉中也有较好的使用效果。
特种耐火砖
碳砖:以碳质材料为主要原料,加入的适量结合剂制成的耐高温中性耐火砖制品。可提高高炉的连续作业时间,延长使用寿命。此外,碳砖还广泛用于电化学工业、化学工业、石油化学工业、电镀行业、铁合金工业炉(或设备的内衬)、酸液、碱液槽衬和管路,以及熔炼有色金属(如铅、铝、锡等)的炉衬。

石墨质耐火制品:以天然石墨为原料,以粘土作结合剂制得的耐火材料。这类制品有石墨粘土坩埚、蒸馏罐、铸钢用塞头砖、水口砖及盛钢桶衬砖等。
碳化硅耐火制品:以碳化硅(SiC)为原料生产的高级耐火材料。其耐磨性和耐腐蚀性好,高温强度大,热导率高,线膨胀系数小,抗热震性好。在钢铁冶炼方面,它可用于盛钢桶内衬、水口、塞头、高炉炉底和炉腹、出铁槽、转炉和电炉出钢口、加热炉无水冷滑轨等方面。在有色金属(锌、铜、铝等)冶炼中,大量用于蒸馏器、精馏塔托盘、电解槽侧墙、熔融金属管道、吸送泵和熔炼金属坩埚等。在硅酸盐工业中,它大量用作各种窑炉的棚板和隔焰材料,如马弗炉内衬和匣钵等。在化学工业中,多用于油气发生器、有机废料煅烧炉、石油气化器和脱硫炉等方面。
含锆耐火砖
锆英石砖:在炼钢过程中,采用出钢脱气法,而锆英石质耐火材料对熔渣、钢水的耐侵蚀性和抗热震性良好,且适于在减压下工作。它在冶金工业中广泛用于砌筑脱气用盛钢桶内衬,也用作不锈钢盛钢桶内衬、连铸盛钢桶内衬、铸口砖、塞头砖、袖砖以及高温感应电炉炉衬等。锆英石质耐火砖对酸性渣和玻璃具有高的抵抗性,因而还广泛用于熔炼最活泼玻璃的玻璃窑的严重损坏部位。锆英石质耐火材料还具有不为金属铝、铝的氧化物及其熔渣侵透的性质,因而在炼铝的炉底上也获得了良好的效果。
AZS电熔砖:也称为电熔锆刚玉砖,随着玻璃工业的发展,AZS电熔砖已成为玻璃窑炉的关键部位必须的耐火材料。它抵抗玻璃液的侵蚀性较强。
隔热耐火砖
高铝隔热轻质耐火砖:是以铝矾土为主要AL₂O₃含量不小于48%的隔热轻质耐火砖。其生产工艺采用泡沫法,也可采用烧尽加入物法。高铝质隔热轻质耐火砖可用于砌筑隔热层和无强烈高温熔融物料侵蚀及冲刷作用的部位。直接与火焰接触时,一般的高铝质隔热耐火砖的表面接触温度不得高于1350℃。莫来石质隔热耐火砖可直接接触火焰,具有耐高温、强度高、节能效果显著等特点。适用于热解炉、热风炉、陶瓷辊道窑、电瓷抽屉窑及各种电阻炉的内衬。

粘土质隔热轻质耐火砖:是以耐火粘土为主要原料制成的AL₂O₃含量为30%~48%的隔热耐火砖。其生产工艺采用烧尽加人物法和泡沫法。以耐火粘土、漂珠、耐火粘土熟料作原料,掺加结合剂和锯木屑,经配料、混合、成型、干燥、烧成,制得体积密度为0.3~1.5g/cm³的产品。粘土质隔热砖的产量占隔热耐火砖总产量的一半以上。
硅藻土隔热轻质耐火砖:是以硅藻土为主要原料制成的隔热耐火制品。它主要用在900℃以下的隔热层。
漂珠砖:是以漂珠为主要原料制成的隔热耐火制品。漂珠是从热电厂粉煤灰中浮选出的硅酸铝质玻璃空心珠体。它体轻、壁薄、中空、表面光滑、耐高温、隔热性能好。利用漂珠这些优良特性,可制造出保温性能优异的轻质隔热耐火材料。生产漂珠砖可采用半干法成型。
二、特性
耐火度:耐火材料在不加载荷时的软化温度。制品的耐火度主要取决于它的矿物组成、易熔杂质的数量、矿物相互结合情况和各组分的扩散程度。碳砖的耐火度可达2000℃以上,镁砖中高熔点方镁石数量达87%以上,其耐火度可超过2000℃。
荷重软化温度:耐火材料在使用过程中经常处于载荷压力下。碳砖在高温下工作不会发生变形。
显气孔率:耐火材料的气孔分布在粗颗粒、结合剂中及粗颗粒与结合剂之间,它的存在提高了耐火材料的隔热性能而降低了耐火材料的抗侵蚀性。镁砖的显气孔率在14%~20%范围内,高铝砖可达18%~23%,黏土砖的气孔率较高,在18%~26%范围内。