硅磚屬酸性耐火材料，對(duì)酸性爐渣抵抗能力強(qiáng)，但易被堿性熔渣強(qiáng)烈侵蝕，易受K2O、Na2O等氧化物作用而破壞，但對(duì)FeO、Fe2O3等氧化物有良好的抵抗性。硅質(zhì)制品中的典型產(chǎn)品硅磚具有荷重變形溫度髙的特點(diǎn)，其荷重軟化溫度接近磷石英、方石英的熔點(diǎn)(1670℃，1713℃);硅磚砌筑體有良好的氣密性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，最大的缺點(diǎn)是抗熱震穩(wěn)定性低。硅磚主要用于焦?fàn)t、玻璃熔窯、酸性煉鋼爐及其他熱工設(shè)備的結(jié)構(gòu)材料。

　　1、原料

　　制造硅磚用原料包括主要原料、結(jié)合劑和礦化劑等。硅磚的主要原料是石英。自然界中有許多石英品種,從結(jié)晶狀態(tài)看有隱晶的火石到理想晶體的水晶等，耐火材料中這兩個(gè)極端品種都不適應(yīng)，原因是煅燒過(guò)程中低溫型石英向各種高溫型晶型轉(zhuǎn)變時(shí)或出現(xiàn)瞬間轉(zhuǎn)化(如火石)，或轉(zhuǎn)化特別緩慢(如水晶)，最適宜于制造硅磚耐火材料的是膠黏石英巖或塊狀石英巖。此外，硅磚生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的燒成廢品也可作為原料使用,這可以減少磚坯的燒成膨脹，減少燒成廢品。但加入廢磚會(huì)降低制品的耐火度和機(jī)械強(qiáng)度、增加氣孔率，因此，廢磚加入量通?？刂圃?0%以下。

　　硅磚制造中的結(jié)合劑有石灰和有機(jī)結(jié)合劑。石灰以石灰乳的形式加入坯料中，結(jié)合磚坯內(nèi)的石英顆粒，在千燥后增加磚坯的強(qiáng)度。最常用的有機(jī)結(jié)合劑是亞硫酸紙漿廢液，其作用是提高坯料可塑性和磚坯干燥后的強(qiáng)度。

　　石灰的另一個(gè)作用是在燒成過(guò)程中起礦化劑作用，促進(jìn)石英的轉(zhuǎn)變，此外，也有采用軋鋼皮(鐵磷)、平爐濟(jì)、硫酸渣、軟錳礦等礦化劑的。

　　2、制備工藝

　　硅磚生產(chǎn)的工藝流程大體可分為原料的組成選擇、成形、燒成及冷卻四個(gè)主要過(guò)程。

　　硅磚要求的粒度一般是大于1mm的顆粒占30%?35%，0.09?1mm的顆粒占35%?40%，余下的小于0.09mm。硅質(zhì)坯體加熱時(shí)的松散與燒結(jié)能力取決于顆粒組成中粗細(xì)兩種粒度的性質(zhì)和數(shù)量，粗顆粒轉(zhuǎn)變?cè)诤艽蟪潭壬习l(fā)生在細(xì)顆粒轉(zhuǎn)變和硅體開(kāi)始燒成之后。所以粗顆粒轉(zhuǎn)變時(shí)體積膨脹是磚體趨于松散以至開(kāi)裂的基本因素。相反，細(xì)顆粒多處于顆粒堆積的孔隙中，細(xì)顆粒本身的膨脹不僅對(duì)磚坯的膨脹影響小，而且因具有較大的比表面積,在高溫下與礦化劑作用而使燒結(jié)能力增加。因此，希望在磚坯中有足夠數(shù)量的細(xì)顆粒含量，以提高磚坯的燒結(jié)性。礦化劑必須在球磨機(jī)中細(xì)磨,使大于0.5mm的顆粒不超過(guò)1%?2%,小于0.09mm的顆粒大于80%。

　　符合粒度要求的原料選好后，可進(jìn)入成形階段制備硅磚坯料。坯料的成形性能受顆粒組成、水分和加入物的影響，調(diào)整這些因素可以改善坯料的成形性能。由于硅質(zhì)坯料的結(jié)合性和可塑性都很差且質(zhì)硬，因此，為了保證制得致密磚坯，需要采用加壓成形，通常成形壓力應(yīng)不低于100?150MPa。

　　將成形并干燥后的磚坯送入燒成窯內(nèi)燒結(jié)。在燒成過(guò)程中伴隨有大量的物理化學(xué)變化，如磚坯中殘余水的排除，石灰乳[Ca(OH)2]的脫水反應(yīng),SiO2的晶型轉(zhuǎn)換,CaO與Si02、Fe2O3與SiO2的固相反應(yīng)等。根據(jù)這些變化的特點(diǎn)，可制定出燒成制度。在600℃以下時(shí)，雖有β—α型SiO2的晶型轉(zhuǎn)變以及伴隨的體積變化，但由于坯體的導(dǎo)熱性差，加熱時(shí)的壞體中心部位溫度低于表面溫度，因此石英轉(zhuǎn)變不是在瞬間完成的，而是發(fā)生在某一溫度范圍，在坯體內(nèi)不會(huì)引起很大的應(yīng)力，且對(duì)坯體強(qiáng)度影響不大，因此，在此階段，可用較快而均勻的升溫速度燒成，通常在20?600℃間的升溫速率為20℃/h;在600?1100℃溫度范圍內(nèi)，因磚坯體積變化不大，強(qiáng)度逐漸提高，不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大熱應(yīng)力，在保證磚坯均勻加熱的前提下，可快速升溫，一般采用25℃/h的升溫速度;在1100℃至燒成最高溫度范圍內(nèi)，晶型轉(zhuǎn)變及體積變化均很顯著，它是決定磚坯出現(xiàn)裂紋與否的關(guān)鍵階段，這個(gè)階段升溫速度應(yīng)逐漸降低，并能緩慢均勻升溫。硅磚最高燒成溫度應(yīng)不超過(guò)1430℃。燒成溫度過(guò)高時(shí)，方石英生成量多，導(dǎo)致燒成廢品率增加。硅磚燒成至最高燒成溫度時(shí)，通常根據(jù)制品的形狀大小、窯的特性、晶型轉(zhuǎn)變難易、制品要求的密度等給以足夠的保溫時(shí)間，一般波動(dòng)在20?48h。

　　硅磚燒成后，高溫下(600?800℃以上)可以快冷;低溫時(shí)因有方石英和磷石英的快速晶型轉(zhuǎn)變,產(chǎn)生體積收縮，故應(yīng)緩慢冷卻。

　　3、硅磚的應(yīng)用

　　硅磚的使用主要從它在600℃以上耐溫度急變性能的好壞來(lái)考慮。硅磚在急冷急熱時(shí)易產(chǎn)生開(kāi)裂，因此應(yīng)特別注意哪些部位經(jīng)常在這個(gè)溫度范圍內(nèi)變化，如煉焦?fàn)t、煤氣發(fā)生爐、空氣加熱器、電爐爐頂?shù)?。另一個(gè)使用區(qū)域是熔窯建筑后的烤窯溫度范圍。新窯烤窯時(shí)需要從室溫升溫到玻璃熔化溫度。因此,耐火材料在烤窯過(guò)程中將發(fā)生一系列晶型轉(zhuǎn)變和體積效應(yīng)。由于硅磚在200℃到700℃溫度范圍內(nèi)有較大的熱膨脹，烤爐時(shí)必須十分仔細(xì)地制定升溫曲線并嚴(yán)格控制升溫速度。硅質(zhì)耐火材料除硅磚外,還有特種硅磚、石英玻璃及其制品等。