[科普中国]-粘土质隔热耐火材料

黏土质绝热耐火材料又称轻质黏土耐火材料。气孔率高、体积密度低的黏土质耐火材料。通常氧化铝含量为30%～46%。耐火度不低于1580℃。按体积密度大小从1.5～0.4克每立方厘米分为10个品种。常温耐压强度在6Pa～1MPa之间，热导率(350±25℃)在0.70～0.20W/(m·K)之间。规定温度下的重烧线变化率不大于2%。工作温度在1200～1 400℃之间。是使用得最广泛的绝热耐火材料。 1

黏土耐火材料通识黏土质耐火材料(Fireclay Refractory)是指Al2O3含量在30%～45%范围内，以黏土为主要原料制得的一类耐火材料。根据原料和生产工艺的不同，黏土质耐火材料分为普通黏土砖、全生料黏土砖、多熟料黏土砖等。黏土砖采用半干压成型，通常在1250～1350 ℃烧成，烧成气氛为氧化气氛。生产简便，价格便宜，应用广泛。

黏土质耐火材料的性质及高温性能取决于制品的化学组成。其耐火度、荷重软化温度等随Al2O3含量的增加而提高，杂质的存在会使这些性能降低。黏土砖的荷重软化温度在1200～1500 ℃之间。通常，黏土砖中的莫来石含量越大，莫来石晶粒发育得越完整，玻璃相含量越少及玻璃相中SiO2含量越高，则其荷重软化温度越高。

黏土砖的抗热震性较好，但受组成与结构的影响变化很大，1100 ℃水冷的次数在10～100次之间变动。莫来石含量高、方石英含量少、玻璃相含量少的黏土砖的抗热震性好。

黏土制品为酸性耐火材料，抗酸性熔渣侵蚀性强，是一种使用范围极广的普通耐火材料，可在钢铁工业中的干熄焦炉、加热炉、铁水包，以及炼铝工业中的炼铝炉等工业设备中使用。为了提高黏土制品的高温性能，应尽可能提高基质中Al2O3的含量，使基质中Al2O3/SiO2的比值接近莫来石组成，提高基质纯度；或引入外加物，增大液相黏度，控制烧成温度。2

粘土质隔热耐火材料分类轻质耐火材料、即耐火绝热材料的分类方法有如下几种：

1)按使用温度可分为：低温隔热材料1200℃：如轻质刚玉砖。

2)根据轻质耐火材料的使用方式可分为不直接向火的隔热材料和直接向火的隔热材 料。

3)根据体积密度可分为一般轻质耐火材料(通常指体积密度为0.6～1.0克每立方厘米)和 超轻质耐火材料(通常指体积密度为0.3～0.4克每立方厘米)。

4)根据生产方法可分为可燃加入物法、泡沫法和化学法。

5)根据原料可分为粘土质、高铝质、硅质、镁质等轻质砖。

我国轻质耐火材料是按密度和使用部位分类。可分为轻质硅砖，轻质粘土耐火制品，轻质高铝砖。

轻质耐火材料体积密度小，热容小，气孔率高，重烧收缩小。国内外研究表明，采用高质 量的轻质耐火材料砌筑热工窑炉，可降低能耗2/5～3/5。3

具体介绍硅藻土砖硅藻土砖是以天然多孔状硅藻土为原料制成的隔热制品。天然硅藻土为藻类有机物质腐败后形成的松软多孔矿物，主 要成分为二氧化硅(73%～95%)，有良好绝热性能。在硅藻土中加入少量 结合粘土与可燃物，经润湿混合，成型和烧成，制得不同形状制品。按形状复 杂程度分为标型、普型、异型和特型， 按体积密度分为6种。体积密度范围： 0.4～0.7克每立方厘米，300℃导热系数为 0.13～0.21W/m·K，常温耐压强度 0.6～2.5MPa，耐火温度达1280℃， 最高使用温度900～1000℃。用作工 业窑炉、热工设备和管道的隔热、保温材料。4

蛭石蛭石被广泛用于制造轻质砖，是铁、镁含水硅铝酸盐类矿物。属单斜晶系， 主要是由金云母和黑云母形成，呈微绿的褐色或金黄色，呈珍珠光泽和脂肪光 泽，硬度1～1.5，相对密度2.4～2.7，在加热到800℃～1000℃时，因脱水产生 剥离膨胀现象，比原来的体积胀大10～25倍，比重显著减小，并呈蛭状，因而得名。5

轻质刚玉砖轻质刚玉砖又称“高铝隔热砖”。指氧化铝在45～50%之间主要由莫来石和玻璃相或刚玉共同组成的轻质耐火制品。通常采用高铝矾土熟料加少量粘土，经破碎、粉磨后用气体发生法或泡沫法以泥浆形式浇注成型，也可用工 业氧化铝代替部分矾土熟料或以粗颗粒置换部分细粉制得。气孔率为62～70%，体积相对密度0.87～1.38，日本采用氧化铝空心球耐火隔热制品。这种 砖的特点是耐高温、荷重软化点高，强度大，热稳定性好，抗还原性气氛强，主要用于不受熔融物料和侵蚀性气体侵蚀和冲刷的内衬。5

本词条内容贡献者为:

胡建平 - 副教授 - 西北工业大学