硅砖的组成及发展

硅砖主要由鳞石英、方石英以及少量残余石英和玻璃相组成的酸性耐火材料。　　　　　二氧化硅含量94％以上。真密度2.35g/cm3。具有抗酸性渣侵蚀性能。较高的高温强度。荷重软化开始温度1620~1670℃。在高温下长期使用不变形。热震稳定性低(水中热交换为1~4次)以天然硅石为原料，外加适量矿化剂，以促进坯体中的石英转化为、鳞石英。在还原气氛下经1350~1430℃缓慢烧成。加热到1450℃时约有1.5~2.2％的总体积膨胀，这种残余膨胀会使切缝密合，保证砌筑体有良好的气密性和结构强度。　　　　　硅砖的矿相组成主要为鳞石英和方石英，还有少量石英和玻璃质。鳞石英、方石英和残存石英在低温下因晶型变化，体积有较大变化，因此硅砖在低温下的热稳定性很差。使用过程中,在800℃以下要缓慢加热和冷却，以免产生裂纹。所以不宜在 800℃以下有温度急变的窑炉上使用。　　　　 硅砖的性质和工艺过程同SiO2的晶型转化有密切关系，因此，真比重是硅砖的一个重要质量指标。一般要求在2.38以下，优质硅砖应在2.35以下。真比重小，反映砖中鳞石英和方石英数量多，残余石英量小，因而残余线膨胀小，使用中强度下降也少。　　　　 硅砖二氧化硅有七个结晶型变体和一个非晶型变体。这些变体可分两大类:第一类变体是石英、鳞石英和方石英，它们的晶型结构极不相同，彼此间转化很慢;第二类变体是上述变体的亚种──αβ和γ型，它们的结构相似，相互间转化较快。在理论上，它们之间的相互转变关系如图1所示。　　　　 制造硅砖的原料为硅石。硅石原料的SiO2含量越高，耐火度也越高。最有害的杂质是Al2O3、K2O、Na2O等，它们严重地降低耐火制品的耐火度。硅砖以SiO2含量不小于96％的硅石为原料，加入矿化剂(如铁鳞、石灰乳)和结合剂(如糖蜜、亚硫酸纸浆废液)，经混练、成型、干燥、烧成等工序制得。　　　　　 硅砖市场将逐渐萎缩。在炼焦工业,已研制出一种不用焦炉生产的“成型焦炭”,可以替代一部分传统焦炭。在炼铁技术方面,直接还原与融熔还原炼铁新技术正在逐步转化为生产力。随着这些新技术的推广,焦炭需要量将逐步减少。近来国外成套焦炉砖减少而补修用焦炉砖增多,可能有二个主要原因:一是高炉喷煤粉量增加,降低了焦炭需求量;二是新的炼铁技术在逐步推广应用,焦炉运行的座数将逐渐减少,对现有焦炉尽量延长其寿命,以小修代替大修。但是应该看到,即便是在工业发达国家,新技术替代旧技术需要一个较长的过渡时期。期间,焦炉的大修和补修所需的硅砖仍会维持相当水平。目前,国内外的玻璃窑用硅砖除蓄热室格子砖和部分胸墙砖被其他砖替代外,在熔炉顶部,硅砖仍保持其优势地位