粘土质耐火砖的性能及理化指标

  粘土质制品的性质在较大范围内波动，这是由于制品的化学组成的波动范围很大(Al2O3含量在30〜46%之间波动)以及生产工艺的差别所致。粘土质制品的耐火度波动于1580〜1770℃，它主要取决于制品的化学组成，Al2O3/SiO2比值增大而提高。熔剂杂质，特别是碱金属氧化物的增多将显著地降低制品的耐火度。荷重软化温度主要取决于其化学矿物组成和致密度，但后者不影响荷重软化的终了温度，而提高开始变形温度。砖坯体积密度偏低，也会使荷重软化开始温度偏低。因此，提高粘土质制品的荷重软化开始温度，一般应从以下几方面着手：提高制品中的Al2O3含量，特别是提高基质的Al2O3含量：提高烧成温度和采用多熟料配料;提高成型粘土砖砖坯的体积密度。

  粘土砖的抗热震性比较好，波动范围大，一般均大于10次(1100℃水冷)，这与粘土制品得线膨胀系数值不太大(20~1300℃之间的平均线膨胀系数为4.5*10-6~5.8*10-6/℃)又无多晶砖变现象及具有明显颗粒结构组织有关。

  粘土制品属于弱酸性的耐火制品，随SiO2含量增加其酸性增强。它对酸性具有一定的侵蚀抵抗能力，而对碱性侵蚀抵抗能力较差。因此粘土制品宜于用作酸性窑炉耐火材料。玻璃窑用大型粘土耐火砖是用于砌筑玻璃窑用的单重不小于50kg的粘土质耐火砖。

  中国冶标(YB/T 5106 — 1993)将粘土质耐火砖按理化指标分为N-1、N-2a、N-2b、N-3a、N-3b、N-4、N-5、N-6八种牌号，其理化指标见表1所列。

  表1 粘土质耐火砖的理化指标

  中国冶标(YB/T 5108—1993)规定了玻璃窑用大型粘土质耐火砖的理化指标、尺寸允许偏差及外观，见表2和表3所列。

  表2 玻璃窑用大型粘土质耐火砖的理化指标

  本标准还对砖的断面层裂等作了下列规定。

  ① 砖的断面层裂长度小于400mm的砖：层裂宽度0.26〜0.50mm时，长度不大于40mm;层裂宽度0.51〜1mm时，长度不大于25mm。长度大于400mm的砖：
层裂宽度0.26〜0.50mm时，长度不大于80mm;层裂宽度0.51〜1mm时，长度不大于50mm。

  ② 层裂宽度小于0.25mm的裂纹，长度不限制。

  ③ 断面上不得有大于1mm的空隙与裂纹。

  (2) 粘土砖使用注意事项

  ①不同成型方法生产的粘土砖制品性能不同粘土砖的成型方法很多。可以采用手工成型、捣打成型、挤出机成型、泥浆浇注成型和压力机高压成型。粘土砖即使化学成分、原料种类完全相同，也会由于其成型方法不同，造成性质不同。

  表3 玻璃窑用大型粘土质耐火砖的尺寸允许偏差及外观 单位:mm

  除高压成型方法外的各种成型方法生产的黏土砖中，结合物含适都比较多，因而烧成温度不能太高。这种砖荷重软化温度低、重烧收缩大、气孔率高。泥浆浇注法和高压成型法生产的黏土砖组织结构比较均匀。而其他成型方法生产的黏土砖组织结构比较均匀，会出现层状结构、造成方向性开裂及内部裂纹等问题。

  ② 骨料与结合物一般结合耐火材料骨料与结合物的抗侵蚀性不同。骨料抗侵蚀性比结合物好。这两者抗侵蚀性差别较大时，结合物首先被侵蚀，从而造成整个耐火材料的破坏。但是为了制得气孔率低的粘土砖，常在结合物中加入少量石英和R2O。这样黏土砖的机械强度增加。但这也造成了结合物抗侵蚀性下降。

  根据这一特点，在池炉的不同部位，由于侵蚀条件不同，可以选用不同粘土砖。蓄热室下部炉条碹及下部格子砖，受到配合料粉尘和挥发物的侵蚀比较小，温度也较低，负荷重大，这种砖就要求机械强度高。因此，砖中结合物可以含有适量的SiO2、Fe2O3、R2O,但是用于高温部位的黏土砖，主要要求耐火度高，其结合物中含杂质少。

  ③ 粘土砖受侵蚀的情况黏土砖受侵蚀情况主要受下列两方面的影响。第一是侵蚀物的种类和化学反应速度;第二是反应生成物的浓度。还与粘土砖的结构及温度、时间、物理和化学侵蚀条件有关。