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粘土砖用耐火原料——耐火黏土

粘土质耐火材料的原料为耐火粘土。耐火粘土的矿物主要成分是高岭石,并伴有少量的石英、硫铁矿、金红石、蜡石及有机物等杂质。耐火粘土的性能主要取决于高岭石,但杂质的存在危害极大,其中很有害的是Fe2O3和TiO2。它们使砖还在烧成时产生鼓泡、熔洞及黑斑等缺陷,降低烧成率和制品耐火性能,因此,Fe2O3及TiO2含量应小于1.2%〜1.5%。MgO、CaO、K20、Na2O等杂质的存在会抑制莫来石化,而且使制品的耐火度、荷重软化温度显著下降。因此,上述杂质含量应严格控制:MgO+CaO小于0.6%〜1.5%,K20+Na20小于1.5%,杂质总量必须小于6%。高岭石的组成为Al2O3·2SiO2·2H2O,其理论成分为Al2O339.48%,SiO246.60%,H2O13.92%、经燃烧以后成分为Al2O345.87%,SiO254.12%。硬度较低,一般为1〜3,其密度为2.61〜2.68g/crn3。实际上,由于含有少量的杂质,黏土质耐火材料的组成并非只有Al2O3和SiO2两种,而且Al2O3和SiO2含量变化也较大。
普通粘土砖是由可塑性强、分散性大的软质粘土与一部分粘土熟料配制而成的。概括地分为粘土熟料砖和高岭土熟料砖。它们的主要高温性能耐火度,特级品大于1750℃,一级品为1730〜1750℃,二级品为1670〜1730℃,三级品为1580〜1670℃。多熟料粘土砖系指含熟料80%以上,结合粘土20%以下的制品。多熟料粘土砖由于坯料大部分处于瘠化状态,在制造过程中不易变形,可以保证砖坯的外形尺寸、使烧成的制品具有较理想的体积密度、机械强度、抗热震性和较高的耐火度。全生料粘土砖也称无熟料粘土砖,是用可塑性低、分散性弱、收缩很小的硬质粘土或叶蜡石制成的。由于这种原料固有结合水分少,粉碎后虽然赋予一定的外加水分,但仍可保持原有的颗粒组成,因此可以不再另加熟料,而且烧成的成品并不会因为没有熟料而产生收缩现象。
高硅质粘土砖的主要原料有瘠化粘土(煅烧过的硬质粘土、高岭土或叶蜡石和天然石英砂。根据原料类别不同,高硅质粘土砖可分为石英-高岭石质高硅砖和石英-粘土质高硅粘土砖两种,前者SiO2最高含量可达75%〜80%,耐火度大于1710℃,显气孔率一般均大于25%,后者是用含有石英岩的粘土或在烧结的硬质粘土中加入石英砂配制。制品的耐火度较低,一般在1610〜1700℃之间。高硅质粘土砖在一定的温度下体积稳定,长期使用并不产生过大的体积膨胀或收缩,而且荷重软化温度也高于普通粘土砖,适用于窑炉砌筑蓄热室等部位。

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