硅砖及其化學(xué)成分(fēn)介绍

硅砖是指SiO2 含量在93% 以上的耐火制品。硅砖是以SiO2 含量不小(xiǎo)于96% 的硅石為(wèi)原料，加入矿化剂（如铁鳞、石灰乳）和结合剂（如亚硫酸纸浆废液），经混练、成型、干燥、烧成等工序制得。硅石原料中的SiO2 含量越高，制品的耐火度越高。杂质成分(fēn)K2O 、Na2O 等是有(yǒu)害的，会严重地降低耐火制品的耐火度。
Fe2O3 、CaO 、MgO 等杂质起熔剂作用(yòng)。硅砖的原料需经特殊处理(lǐ)，除去杂质。
硅砖的化學(xué)成分(fēn)如下：

其矿物(wù)组成為(wèi)鳞石英、方石英、少量残存石英和高温形成的玻璃质等共存的复相组织。根据硅砖生产工艺和所用(yòng)原料性质的不同，矿物(wù)成分(fēn)披动较大,如下表：

硅砖属于酸性耐火材料，具有(yǒu)较强的抵抗酸性渣或酸性熔液侵蚀的能(néng)力，但对碱性物(wù)质侵蚀的抵抗能(néng)力差，易被Al203,K20 、Na20 等氧化物(wù)作用(yòng)而破坏，对CaO 、FeO、Fe2O3等氧化物(wù)有(yǒu)良好的抵抗性。
荷重软化温度较高是硅砖的优异特性，一般為(wèi)1640 ～ 1680℃，接近鳞石英熔点（ 1670℃）和方石英熔点（ 1713℃）。
硅砖在300℃以上至接近熔点（鳞石英或方石英）的这一區(qū)间硅砖體(tǐ)积稳定，使用(yòng)时加热到1450℃时约产生1.5% ～ 2.2% 的體(tǐ)积膨胀，有(yǒu)利于保证砌體(tǐ)的结构强度和气密性。
硅砖的缺点是抗热震性差（水冷循环次数一般為(wèi)1 ～ 4 次），其次是耐火度不高（一般為(wèi)1690 ～ 1730℃），其应用(yòng)范围受到了很(hěn)大的局限。
硅砖的性质和工艺过程与SiO2 的晶型转化有(yǒu)密切关系，硅砖真密度是判断其晶型转化程度的重要标志(zhì)之一。因此，真密度是硅砖的二个重要质量指标。－般要求在2.38 g/cm3以下，硅砖应在2.35 g/cm3 以下。真密度小(xiǎo)，反映砖中鳞石英和方石英数量多(duō)，残余石英量小(xiǎo)，因而残余膨胀小(xiǎo)，使用(yòng)中强度下降也小(xiǎo)。
硅砖主要用(yòng)于砌筑焦炉的炭化室、燃烧室和隔墙（一座炼焦炉用(yòng)耐火材料约73% 左右是硅砖）、玻璃池窑和窑顶、池墙、热风炉的高温承重部位、炭素蜡烧炉等热工窑炉。為(wèi)了提高现代大型焦炉生产能(néng)力，需要减薄焦炉炭化室、燃烧室和隔墙，因而要求使用(yòng)高致密的高导热性硅砖。
硅砖的品种较多(duō)，根据用(yòng)途分(fēn)為(wèi)：焦炉用(yòng)硅砖、热风炉用(yòng)硅砖、電(diàn)炉用(yòng)硅砖、玻璃窑用(yòng)硅砖等。根据砖型的复杂程度分(fēn)為(wèi)：标型砖、普型砖、异型砖及特型砖等。
在使用(yòng)硅砖时应注意以下两点： (1)硅质制品低温下因残存石英的晶型变化，體(tǐ)积变化较大，故烘炉时在600℃以下升温不直太快，在冷至600℃要缓慢冷却，以免产生裂纹；(2)尽可(kě)能(néng)不与碱性炉渣接触。
随着焦炉的大型化（炭化室从4m 增高到7m），对所采用(yòng)的耐火材料的质量和外形尺寸的要求进一步提高。今后，在硅砖的生产技术上，应向提高其SiO2 含量，降低杂质含量，特别是降低Al2O3的含量的方向发展；在性能(néng)方面，以提高制品的密度和耐压强度，降低气孔率為(wèi)方向。
在硅砖的生产工艺上，适宜采用(yòng)多(duō)种配料和多(duō)级配料，以缓和制品烧成时因體(tǐ)积膨胀而带来的危害，保证泥料的合理(lǐ)堆积密度，进一步提高砖坯的體(tǐ)积密度。
為(wèi)使硅砖具有(yǒu)较高的耐压强度，除特殊形状和生产块数少的砖外，应尽可(kě)能(néng)采用(yòng)机械成型法。