堿性耐火原料

本《手冊》共6篇30章，分別介紹了耐火材料物理化學(xué)基礎(chǔ)、耐火材料的分類及性質(zhì)、耐火材料顯微結(jié)構(gòu)、鋁硅系耐火原料、堿性耐火原料、隔熱耐火原料、其他耐火原料、耐火材料用結(jié)合劑與外加劑、耐火材料生產(chǎn)工藝及生產(chǎn)裝備、鋁硅系耐火制品、堿性耐火制品、含碳耐火材料、特種耐火材料、功能耐火材料、耐火材料在不同行業(yè)中的應(yīng)用、耐火材料的化學(xué)分析、物理性能測試、耐火材料的標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀等。

本《手冊》除供耐火材料專業(yè)技術(shù)人員使用外，還可供冶金、化工、輕工、建材和窯業(yè)等專業(yè)技術(shù)人員使用，也可供大專院校有關(guān)專業(yè)師生參考 。

隨著高溫技術(shù)的發(fā)展。對耐火材料的要求不斷提高，并要求研制新的耐火原料以滿足使用要求。除了發(fā)掘天然原料外，人工合成耐火原料也不斷研制成功，如碳化物、氮化物、硼化物等。另外，還研制出無機(jī)纖維類及空心球類(見隔熱耐火材料)原料;在輔助原料中又有多種有機(jī)結(jié)合劑、無機(jī)結(jié)合劑。關(guān)于耐火原料的分類，世界各國不完全一致。按化學(xué)性質(zhì)分為酸性耐火原料、堿性耐火原料、中性耐火原料。但通常將耐火原料分為Al₂O₃-SiO₂系耐火原料、堿性耐火原料、隔熱耐火原料、耐火材料結(jié)合劑、其他耐火原料。

Al₂O₃-SiO₂系耐火原料 有硅石、半硅質(zhì)粘土(含葉蠟石)、耐火粘土(含高嶺石)及其熟料、鋁土礦(含硅線石族礦物、水鋁石、莫來石)及其熟料、剛玉及工業(yè)氧化鋁等。

半酸性原料(主要是耐火黏土)

在過去的分類中，黏土都是被列在酸性原料中，實際是不合適的。耐火原料的酸性依據(jù)是以游離的硅石(SiO2)為主體，因為按照耐火黏土與硅質(zhì)原料的化學(xué)成分而言，耐火黏土中的游離硅石比硅質(zhì)原料要少得多。因為在一般耐火黏土中有30%~45%的氧化鋁，而氧化鋁很少是游離狀態(tài)的，必然與硅石結(jié)合而成高嶺石(Al2O3·2SiO2·2H2O)，即使有多余的硅石量也很少、作用也很小。因此，耐火黏土的酸性性質(zhì)較硅質(zhì)原料要弱得多。

有些人認(rèn)為，耐火黏土在高溫下分解成為游離硅酸、游離氧化鋁，但并不是就此不變，在繼續(xù)受熱時游離硅酸與游離氧化鋁將結(jié)合成為英萊石(3Al2O3·2SiO2)。英萊石對堿性礦渣有很好的抗酸性能，同時由于耐火黏土中氧化鋁成分的增高，其酸性物質(zhì)漸漸變?nèi)酰?dāng)氧化鋁達(dá)到50%，便出現(xiàn)堿性或中性性質(zhì)，特別是在超高壓力下制成的黏土磚，密度大、細(xì)致緊密、氣孔率低，在高溫條件下對堿性礦渣的抵抗性比硅石要強(qiáng)。就其侵蝕性而言，英萊石也是非常遲緩的，因此我們認(rèn)為把耐火黏土列為半酸性原料是比較合適的。耐火黏土是耐火材料工業(yè)中最基本而且用途最廣的一種原料。

中性原料

中性原料主要是鉻鐵礦、石墨、碳化硅(人工制造)，在任何溫度條件下都不與酸性或堿性礦渣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。目前在自然界中有兩種這樣的原料，即鉻鐵礦和石墨。石墨除天然的以外，還有人造石墨，這些中性原料，對礦渣均有顯著的抵抗性能，最適合用作堿性耐火材料和酸性耐火材料的隔層。

堿性耐火材料原料

主要是菱鎂礦(菱苦土)、白云石、石灰、橄欖石、蛇紋石、高鋁氧原料(有時呈中性)，這些原料對堿性礦渣有較強(qiáng)的抵抗力，多用于砌筑堿性熔爐，但是特別容易和酸性礦渣起化學(xué)反應(yīng)而成為鹽類。

特殊耐火材料：主要是氧化鋯、氧化鈦、氧化鈹、氧化鈰、氧化釷、氧化釔等。這些原料對各種礦渣有不同程度的抵抗性能，但是由于原料來源不多，不能在耐火材料工業(yè)中大量的應(yīng)用，只能在特殊情況下采用，因此通稱為特殊耐火原料。

硅質(zhì)原料

例如：石英、鱗石英、方石英、玉髓、燧石、蛋白石、石英巖、白硅砂、硅藻土，這些硅質(zhì)原料中所含氧化硅(SiO2)至少在90%以上，純凈原料有氧化硅高達(dá)99%以上的。硅質(zhì)原料在高溫化學(xué)動態(tài)中是酸性性質(zhì)，當(dāng)有金屬氧化物存在時，或與其接觸時即起化學(xué)作用，并結(jié)合而成易熔的硅酸鹽類。因此，如果硅質(zhì)原料中含有少量的金屬氧化物時，嚴(yán)重影響它的抗熱性。

Al₂O₃-SiO₂系耐火原料：有硅石、半硅質(zhì)粘土(含葉蠟石)、耐火粘土(含高嶺石)及其熟料、鋁土礦(含硅線石族礦物、水鋁石、莫來石)及其熟料、剛玉及工業(yè)氧化鋁等。

堿性耐火原料：有石灰石、白云石、菱鎂石、水鎂石、鎂橄欖石等的煅燒料或電熔料及鎂鋁尖晶石、鎂鉻尖晶石砂等。

其他耐火原料：有鋯石(含氧化鋯)、鉻鐵礦、碳化物類、石墨、氮化物類及硼化物類等。

隔熱耐火原料：有珍珠巖、蛭石、硅藻土、礦棉、漂珠、耐火纖維及空心球等。