酸性耐火材料

中國在公元前1700年的青銅器時代中期已開始使用耐火材料，當時採用天然耐火原料（如泡砂石和粘土），經過簡單加工夯打築爐。1975年中國考古學家在鄭州西北郊古滎陽城外發現一處公元前200年的漢代冶鐵遺址。對其鍊鐵爐的初步研究表明，爐身採用砂質粘土，爐腹、爐缸和爐底採用含碳耐火粘土。

近代耐火材料大致起源於19世紀上半葉的歐洲。1810年首次出現了用耐火粘土製造粘土磚的工廠;1822年英國以石英岩為原料，石灰為結合劑製成硅磚，並在鍊鋼爐應用。到20世紀上半葉，粘土磚和硅磚等的質量不斷提高，品種日益增多。這個時期開發出了鉻質、鎂質、鎂鉻質和高鋁質等高級耐火材料。

酸性耐火材料在高温下能抵抗酸性渣的侵蝕。 主要有石英玻璃製品、熔融石英再結 合製品、硅磚及硅質不定型耐火材料， 屬強酸性。半硅質耐火材料為中酸性。 粘土質耐火材料稱半酸性或弱酸性耐 火材料。鋯英石質耐火材料和碳化硅 質耐火材料作為特殊酸性耐火材料劃 歸此類。酸性耐火材料不耐鹼性爐渣 和鹼性熔劑。主要用於焦爐、平爐蓄熱 室和爐頂，耐火材料燒成窯和玻璃池 窯等。

根據酸性強弱主要有：（1）強酸性的硅磚、不定形硅質耐火材料以及石英玻璃製品、熔融石英再結合製品；（2）中等酸性的半硅質耐火材料及葉蠟石質耐火材料；（3）弱酸性的黏土質耐火材料。酸性耐火材料的主要特點是在高温下能抵抗酸性物質（酸性渣）的侵蝕，但易與鹼性物質（鹼性渣）起反應，鋯英石質耐火材料和碳化硅質耐火材料作為特殊酸性耐火材料也歸於此類。

耐火材料性能主要是由其化學—礦物組成和組織結構（包括顯微結構）所決定。在化學組成確定後，工藝是控制結構的主要手段。

耐火材料主要是由多種氧化物和非氧化物，以及由它們形成的礦物所組成。一般用化學分析方法測定各氧化物和非氧化物的含量。用偏光顯微鏡、電子顯微鏡、X射線衍射分析儀、差熱分析儀等觀察鑑別耐火材料礦物組成和顯微結構; 這包括材料中形成的物相種類、數量、結晶大小和分佈結合情況等。

耐火材料宏觀結構包括顯氣孔率、體積密度、透氣度等。由於測定方法簡便，因此它們是鑑定產品質量和控制生產工藝過程的常用測試項目。

常用力學性能有常温耐壓強度、抗折強度、耐磨損性、彈性模量等。它們也是判斷產品質量和控制生產工藝過程的重要指標。熱學性質有線膨脹係數、比熱容和熱導率等。它們對熱工設備修砌、設計及熱平衡計算等有重要意義。高温使用性能主要有耐火度、高温結構強度（包括高温荷重軟化温度、高温耐壓和抗折強度、高温蠕變等）、重燒線變化（高温體積穩定性）、抗熱震性（又稱耐崩裂性、熱震穩定性、耐急冷急熱性）以及抗渣性等。

耐火度是表示由耐火材料製成的三角錐形試樣抵抗高温而不軟化熔倒的性能。高温荷重軟化温度是表示耐火材料製品在承受高温和荷重的共同作用下的性能。重燒線變化是表示材料加熱至高温後，不可逆收縮或膨脹。抗熱震性是表示材料抵抗温度急變而不損壞的能力。抗渣性是表示材料在高温下對於熔融物料（如爐渣、熔融金屬、玻璃等）侵蝕作用的抵抗能力。高温荷重軟化温度、抗熱震性及抗渣性等高温使用性能，是衡量耐火材料質量的極其重要的技術指標。 ^[1] 

硅磚是含93%以上SiO₂的硅質製品，使用的原料有硅石、廢硅磚等。硅磚抗酸性爐渣侵蝕能力強，但易受鹼性渣的侵蝕，它的荷重軟化温度很高，接近其耐火度，重複煅燒後體積不收縮,甚至略有膨脹,但是抗磨具熱震性差。硅磚主要用於焦爐、玻璃熔窯、酸性鍊鋼爐等熱工設備。

粘土磚中含30%～46%氧化鋁，它以耐火粘土為主要原料，耐火度1580～1770℃，抗熱震性好，屬於弱酸性耐火材料，對酸性爐渣有抗蝕性，用途廣泛，是目前生產量最大的一類耐火材料。 ^[2]