什么是粘土质耐火材料

粘土质耐火材料的性质在较大范围内波动。下图所示是各等级耐火粘土砖的理化指标。

(1)耐火度。粘土质耐火材料的耐火度较低，为1580—1770℃，主要与制品的化学组成有关。一般情况下，耐火度随A1203的质量分数的增加而提高，随杂质的质量分数，尤其是Fe203和碱金属的质量分数的增加而显著降低。

(2)高温耐压强度。粘土砖高温耐压强度随Al203的质量分数的增加而增大。同时受低熔点物质高温下出现液相温度、液相的数量及其粘度影响。一般在800℃以上可出现塑性变形。塑性变形的出现可以消除制品内应力的影响，使强度提高。在1000—1200℃时出现较大值。当温度超过1200℃时，形成大量液相，粘度降低，耐压强度急剧降低。因此，即使在炉墙单面受热的条件下，粘土砖使用的温度也不宜过高。

(3)荷重软化温度。粘土质耐火砖的荷重软化温度主要取决于制品中A1203的质量分数和杂质的种类及数量。与其他制品相比，虽然在粘土质耐火砖中有熔点很高的莫来石晶相，但在较低的温度下(1250—1400℃)就开始软化。因为粘土质耐火砖中莫宋石晶相数量少，在制品中尚未形成结晶骨架结构，仅分散存在于玻璃相之中，粘土砖荷重软化温度比硅砖低很多。随着温度的升高，玻璃相的粘度下降，制品逐渐变形。因此，粘土质耐火砖的荷重软化温度较低，开始于1250—1400℃，压缩40％时温度为1500—1600℃。

荷重软化温度低是粘土质耐火材料使用受限制的重要原因之一。提高荷重软化温度的有效途径是提高制品中A1203的质量分数，降低杂质的质量分数，尤其是严格控制Fe203及MgO，CaO，K20，Na20等杂质的质量分数。另外，还可采用混合细磨和多熟料配料以及适当提高制品的烧成温度的方法。

(4)高温体积稳定性。粘土质耐火砖长期在高温条件下使用，会产生残余收缩。这是由于在生产过程中加入一定数量的结合剂(如结合粘土)，在烧成时矿化作用不彻底造成的。一般情况下，残余收缩为0.2％一0.7％，不超过1％。

(5)抗热震性。粘土质耐火砖的抗热震性好，普通粘土砖在1100℃下水冷循环达10次以上，多熟料粘土砖可达50—100次或更高。粘土砖抗热震性好的原因主要是莫来石及整个制品的线膨胀系数小(平均4.5X10-6~5.8X10-6℃-1)，而且比较均匀，过程中不发生晶型转变所引起的体积变化。而且熟料颗粒之间尚有许多裂纹，可以缓冲应力作用。增加熟料量和颗粒的合理级配，提高成型压力，适当降低烧成终止温度，增加莫来石晶体数量并减少玻璃相的质量分数都能提高制品的抗热震性。

(6)抗渣性。粘土质耐火砖属酸性耐火材料，抵抗弱酸性炉渣侵蚀的能力强，对酸性和碱性炉渣的抵抗能力较差。提高制品的致密度，降低气孔率，能提高制品的抗渣性能。增大Al203的质量分数，抗碱性渣侵蚀能力提高，随SiO2的质量分数的增加，抗酸性渣的能力增强。