A12O3—SiO2系耐火材料主要有硅質(zhì)、硅酸鋁質(zhì)、剛玉質(zhì)三大類。

硅質(zhì)耐火材料是指含SiO₂93%以上的耐火材料，是酸性耐火材料的主要品種，主要產(chǎn)品為燒成硅磚，也有散狀材料。

硅磚主要由鱗石英、方石英、殘存石英和玻璃相組成。采用硅石作原料，制造時(shí)在配料中外加少量石灰和鐵鱗作礦化劑，以促進(jìn)坯體中石英轉(zhuǎn)化為鱗石英。一般在還原氣氛下經(jīng)1350—1430℃緩慢燒成，在燒成升溫階段，坯體內(nèi)的石英首先由低溫型向高溫型轉(zhuǎn)化，隨后向方石英和鱗石英轉(zhuǎn)化。冷卻時(shí)方石英和鱗石英也由其高溫型向低溫型轉(zhuǎn)化。硅磚生產(chǎn)中的晶型轉(zhuǎn)化也使其真比重由2.65左右按石英轉(zhuǎn)化程度的不同而降到2.23—2.42，同時(shí)伴有體積膨脹：硅磚屬酸性耐火材料，抗酸性渣的能力較強(qiáng)，它的高溫強(qiáng)度較好，荷重軟化溫度接近其耐火度，一般為1620—1660℃。具有高溫下長(zhǎng)期使用不變形的優(yōu)點(diǎn)，硅磚在600℃以上一般無晶型轉(zhuǎn)化，膨脹系數(shù)也較小，耐熱震性也較高；而600℃以下正好相反。它主要用于砌筑焦?fàn)t，也用于各種玻璃、陶瓷、耐火材料的熱工窯爐的拱頂和其他承重部位；在熱風(fēng)爐的高溫承重部位使用，不宜在600℃以下且溫度波動(dòng)大的熱工設(shè)備中使用。

硅酸鋁質(zhì)耐火材料的主要成分為A12O3和SiO2，還含有少量起熔劑作用的雜質(zhì)成分，如TiO2、Fe2O3、CaO、MgO、R2O等。通常按A12O3含量的多少分為半硅質(zhì)(A12O3 5—30％)，粘土質(zhì)(A1₂O₃30—48％)，高鋁質(zhì)(A1₂O₃>48％)三類。

半硅質(zhì)耐火磚有半硅磚、蠟石磚。

半硅磚可用天然硅質(zhì)粘土和葉蠟石作原料，也可用石英和粘土配制而成。適宜用作玻璃窯、盛鋼桶、加熱爐、均熱爐，化鐵爐、平爐蓄熱室和碳化爐等的內(nèi)襯。

蠟石磚又稱葉蠟石磚，以蠟石為原料制成。由于蠟石的灼減和燒成收縮小，可以不經(jīng)煅燒直接用于制磚：產(chǎn)品主要用作盛鋼桶內(nèi)襯。

粘土質(zhì)耐火材料主要由莫來石(25一50%)、玻璃相(25—60％)和方石英及石英(最高可達(dá)30％)所組成，通常以硬質(zhì)粘土為原料，預(yù)先煅燒成熟料，然后配以軟質(zhì)粘土，以半干法或可塑法成型，經(jīng)1300—1400℃燒成耐火磚，又稱粘土磚。也可以加少量的水玻璃、水泥等結(jié)合劑制成不燒耐火磚和不定形材料。它是高爐、熱風(fēng)爐、加熱爐、動(dòng)力鍋爐、石灰窯、回轉(zhuǎn)窯、玻璃窯、陶瓷和耐火材料燒成窯中常用的耐火材料。

高鋁質(zhì)耐火材料的礦物組成為剛玉、莫來石和玻璃相，其含量取決于A12O3／SiO2比以及雜質(zhì)的種類和數(shù)量，可按Al2O3含量(或A12O3／SiO2比)劃分等級(jí)。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(jié)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(jié)法生產(chǎn)。但產(chǎn)品還有熔鑄磚9熔粒磚。不燒磚和不定形耐火材料。高鋁磚在習(xí)慣上根據(jù)耐火磚中A12O3含量劃分：I等(A1₂O₃≥75％)、Ⅱ等(Al₂O₃60—75％)和Ⅲ等(A1₂O₃48—60％)三個(gè)等級(jí)。用相應(yīng)級(jí)別的高鋁礬土熟料和適量粘土(以泥漿形式加入與粘土熟料共同混合)，經(jīng)成型后用燒結(jié)法制備。為避免二次莫來石化膨脹效應(yīng)，一級(jí)和二級(jí)高鋁磚應(yīng)少加粘土或少量粘土作結(jié)合劑，一級(jí)高鋁磚和二級(jí)高鋁磚在1500—1600℃、Ⅲ等磚在1450—1500℃燒成。高鋁磚廣泛用于鋼鐵工業(yè)，有色金屬工業(yè)和其他工業(yè)。不燒高鋁磚常用燒結(jié)良好的各級(jí)礬土熟料加少量結(jié)合劑(如：水玻璃、磷酸、磷酸鋁、硫酸鋁以及鋁酸鹽水泥等)制成泥料，經(jīng)高壓成型制成。這種生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，產(chǎn)品合格率高，使用性能接近相同材質(zhì)的燒結(jié)耐火磚。它廣泛用作塞頭磚、水口磚或用于砌筑盛鋼桶內(nèi)襯、電爐爐蓋等。

硅線石磚是以硅線石族礦物為主要原料制成的高鋁質(zhì)耐火材料。此種耐火磚中Al2O3／SiO2比近于l，主要礦物為莫來石以及一定量的玻璃相和方石英。硅線石族原料中的硅線石和紅柱石在煅燒過程中體積穩(wěn)定性好，不需預(yù)燒即可用于制磚，藍(lán)晶石在1300℃左右形成莫來石和方石英時(shí)體積膨脹約1％。此種高鋁磚中的A12O3，和SiO2等化學(xué)組成分布均勻，各種礦物晶體互相交錯(cuò)，結(jié)構(gòu)均一。

莫來石磚是以莫來石為主晶相的高鋁質(zhì)耐火材料，A12O3含量一般在65—75％。礦物組成除莫來石外，其中鋁含量較低者還含有少量玻璃相和方石英；含Al2O3較高者還含有少量剛玉，多以高鋁礬土熟料為主要原料，再加少量粘土或生礬土作結(jié)合劑，經(jīng)成型和燒成制得。二級(jí)高鋁磚中含A12O3較高的即屬此種耐火磚。按莫來石成分配料用熔鑄法制成的，稱為熔鑄莫來石耐火磚。耐火磚的高溫性能取決于Al2O3的含量(即莫來石和少量剛玉的含量)和莫來石晶相與玻璃相分布的均勻性。

剛玉磚是指A12O3含量≥90%，以剛玉為主要物相的耐火材料。用燒結(jié)A12O3或電熔剛玉作原料，或Al2O3／SiO2比高的礬土熟料與燒結(jié)氧化鋁配合?采用燒結(jié)法制成。也可用磷酸或其他化學(xué)結(jié)合劑制成不燒剛玉磚。

相關(guān)推薦：“Al2O3-SiO2(硅鋁)系耐火材料”