粘土質耐火材料

氧化鋁含量一般是30%～45%，熱穩定性好，耐火度1580～1750℃。廣泛用於砌築高爐，平爐，迴轉窖，隧道窖，池窖等。標準耐火磚的規格是230毫米×113毫米×65毫米 ^[1]  。

粘土耐火製品主要有粘土磚和不定形耐火材料，粘土耐火製品因其生產簡便，價格便宜，廣泛應用於高爐、熱風爐、均熱爐、退火爐一、鍋爐、鑄鋼系統以及其他熱工設備是消耗量較大的耐火製品之一。

粘土質耐火材料的原料為耐火粘土。耐火粘土的礦物組成主要是高嶺石，並伴有少量的石英、硫鐵礦、金紅石一、蠟石及有機物等雜質。耐火愁土的性能主要取決於高嶺石，但雜質的危害極大其中危害最大的是Fe₂O₃和TiO₂，它們使磚坯在燒成時產生鼓泡、熔洞及黑斑等缺陷會降低燒成率和製品耐火睦能因此，上述雜質的質量分數應嚴格控制在：CaO+ MgO小於0.6%-1.5%. Na₂O+K₂O小於1.5%。雜質總的質量分數必須小幹6% ^[2]  。

1.生產流程

粘土耐火製品生產流程的選擇。主要取決於原料的性質或成品的質量要求其工藝流程大致有3種：

流程1是製造一般粘土製品如粘土磚、澆鑄用磚等採取的工藝流程而流程2、3是製造優質粘土製品的工藝這兩種工藝的不同在於後者是將部分軟質粘土以泥漿形式加入泥料中。多熟料粘土質製品採用這一工藝流程生產，可以顯著地改善泥料的成型性能及製品的物理和高温性質。

2.原料準備

主要是粘土熟料的製備和結合粘土的製備其中，熟料的製備是將耐火粘土原料經高温鍛燒製成各級顆粒料和細粉結合粘土的製備是將粘土粗碎、乾燥、細磨成粉及調漿。

3.配料、混練與成型

以短燒的耐火粘土熟料為瘠料，配以一定比例的結合粘土製成混合料。混合料中熟料所佔比例多，稱為多熟料製品。此種製品體積穩定性高，其他性質也較好，但需要強力成型。多熟料磚是生產與應用最廣泛的粘土製品。

4.乾燥

粘土磚磚坯含水量依成型方法而不同，半乾壓成型坯含水量低，水分蒸發時幾乎不發生收縮，可快速幹操，或直接裝車入窯。含水較多的磚坯。可預先採用適當的自然風乾或熱氣加熱乾燥。然後送入隧道窯。乾燥過程控制的關鍵因素為乾燥速度應以保證磚坯不變形、不開裂和具有一定強度為原則。控制最終進入燒成窯內的磚坯含水量在2%以下。

5.燒成

燒成的目的是使磚坯燒結，使其具有一定強度的外形尺寸、緻密性與氣孔率，力學強度要高，體積穩定性較好，耐火性能好 ^[3]  。

粘土質耐火製品的性質在較大範圍內波動，各等級耐火粘土的理化指標：

1.耐火度

粘土質耐火製品的耐火度較低，為1580℃-1770℃，主要與製品的化學組成有關。一般情況下耐火度隨Al₂O₃的質量分數的增加而提高，隨雜質的質量分數尤其是Fe₂O₃和鹼金屬的質量分數的增加而顯著降低。

2.高温耐壓強度

粘土磚高温耐壓強度隨Al₂O₃的質量分數的增加而增大同時受低熔點物質高温下出現液相温度、液相的數量及其粘度影響。一般在800℃以上可出現塑性變形塑性變形的出現可以消除製品內應力的影響，使強度提高。

3.荷重軟化温度

粘土質耐火製品的荷重軟化温度主要取決於製品中Al₂O₃的質量分數和雜質的種類及數量。與其他製品相比，雖然在粘土質耐火製品中有熔點很高的莫來石晶相但在較低的温度下（1250℃-1400℃）就開始軟化。

4.高温體積穩定性

粘土質耐火製品長期在高温條件下使用，會產生殘餘收縮，這是由於在生產過程中加入一定數量的結合劑（如結合粘土）在燒成時礦化作用不徹底造成的。

5.抗熱震性

粘土質耐火製品的抗熱震性好，普通粘土磚在1000℃下，水冷循環達10次以上，多熟料粘土磚可達50-100次或更高。

6.抗渣性

粘土質耐火製品屬酸性耐火材料抵抗弱酸性爐渣浸蝕的能力強對酸性和鹼性爐渣的抵抗能力較差，提高製品的緻密度，降低氣孔率，能提高製品的抗渣性能。增大Al₂O₃的質量分數，抗鹼性渣浸蝕能力提高隨SiO₂的質量分數的增加抗酸性渣的能力增強 ^[1]  。

氧化鋁含量在30%～48%的硅酸鋁質耐火材料。耐熱震性較好。荷重軟化開始温度1250～1450℃。高温性能較好，由製品中氧化鋁含量和雜質（三氧化二鐵、氧化鉀、氧化鈉）含量決定。例如普通黏土製品，按氧化鋁含量而分為一等（不小於40%）、二等（不小於35%）和三等（不小於30%），其相應耐火度分別為1730℃，1670℃和1610℃。用作高爐、熱風爐、加熱爐、鍋爐、石灰窯、玻璃窯、陶瓷燒成窯中的耐火材料。