耐火原材料的五种分类方式介绍

耐火原材料。这些材料在高温环境下依然能保持稳定，是许多工业过程中不可或缺的一部分。耐火原料种类繁多，分类方法也多种多样。总体上有五种分类方法。

PART.01

按耐火原料的化学组分分类

可分为氧化物原料与非氧化物原料。随着现代科学技术的发展,某些有机化合物已成为高性能耐火原料的前驱体材料或辅助原料。

PART.02

按耐火原料的化学组分分类

按化学特性，耐火原料又可分为酸性耐火原料，如硅石、锆英石等;中性耐火原料，如刚玉、铝矾土(偏酸性)、莫来石(偏酸性)、硌铁矿(偏碱性)、石墨等;碱性耐火原料，如镁砂、白云石砂、镁钙砂等。

PART.03

按生产工艺作用分类

按照其在耐火材料生产工艺中作用，耐火原料又可分为主要原料与辅助原料。

主要原料是构成耐火材料的主体。辅助原料又可分为结合剂和添加剂。结合剂的作用是使耐火材料坯体在生产与使用过程中具有足够的强度。常用的有亚硫酸纸浆废液、沥青、酚醛树脂、铝酸盐水泥、水玻璃、磷酸及磷酸盐、硫酸盐等,有些主要原料本身又具有结合剂的作用,如结合粘土;添加剂的作用是改善耐火材料生产或施工工艺,或强化耐火材料的某些性能，如稳定剂、减水剂、抑制剂、增塑剂、发泡剂分散剂、膨胀剂、抗氧化剂等。

PART.04

按酸碱性质分类

按酸碱性,耐火原料可主要分为下面五大类。

1、酸性原料

主要是硅质原料,例如:石英、鳞石英、方石英、玉髓、燧石、蛋白石、石英岩、白硅砂、硅藻土,这些硅质原料中所含氧化硅(SiO2)至少在90%以上，纯净原料有氧化硅高达99%以上的。硅质原料在高温化学动态中是酸性性质,当有金属氧化物存在时,或与其接触时即起化学作用,并结合而成易熔的硅酸盐类。因此,如果硅质原料中含有少量的金属氧化物时,严重影响它的抗热性。

2、半酸性原料

主要是耐火黏土。在过去的分类中,黏土都是被列在酸性原料中,实际是不合适的。耐火原料的酸性依据是以游离的硅石(SiO2)为主体,因为按照耐火黏土与硅质原料的化学成分而言,耐火黏土中的游离硅石比硅质原料要少得多。

因为在一般耐火黏土中有30%~45%的氧化铝,而氧化铝很少是游离状态的,必然与硅石结合而成高岭石(AI2032SiO2-2H20),即使有多余的硅石量也很少、作用也很小。因此,耐火黏土的酸性性质较硅质原料要弱得多,有些人认为,耐火黏土在高温下分解成为游离硅酸、游离氧化铝,但并不是就此不变,在继续受热时游离硅酸与游离氧化铝将结合成为英莱石(3A203-2SI02),英莱石对碱性矿渣有很好的抗酸性能,同时由于耐火黏土中氧化铝成分的增高,其酸性物质渐渐变弱，当氧化铝达到50%，便出现碱性或中性性质，特别是在超高压力下制成的黏土砖，密度大、细致紧密、气孔率低,在高温条件下对碱性矿渣的抵抗性比硅石要强。就其侵蚀性而言,英莱石也是非常迟缓的,因此我们认为把耐火黏土列为半酸性原料是比较合适的。耐火黏土是耐火材料工业中最基本而且用途最广的一种原料。

3、中性原料

中性原料主要是铬铁矿、石墨、碳化硅(人工制造),在任何温度条件下都不与酸性或碱性矿渣发生化学反应。目前在自然界中有两种这样的原料,即铬铁矿和石墨。石墨除天然的以外,还有人造石墨,这些中性原料,对矿渣均有显著的抵抗性能,最适合用作碱性耐火材料和酸性耐火材料的隔层。

4、碱性耐火材料原料

主要是菱镁矿(菱苦土)、白云石、石灰、橄榄石、蛇纹石、高铝氧原料(有时呈中性)，这些原料对碱性矿渣有较强的抵抗力，多用于砌筑碱性熔炉，但是特别容易和酸性矿渣起化学反应而成为盐类。

5、特殊耐火材料

主要是氧化锆、氧化钛、氧化铍、氧化铈、氧化钍、氧化钇等。这些原料对各种矿渣均有不同程度的抵抗性能,但是由于原料来源不多，不能在耐火材料工业中大量的应用，只能在特殊情况下采用，因此通称为特殊耐火原料。

PART.05

按原料的生成方式分类

按原料的生成方式,可分为天然耐火原料与人工合成耐火原料两大类。

1、天然耐火原料

天然矿物原料仍然是耐火原料的主体。自然界中存在的各种矿物是由构成这些矿物的各种元素所组成。现在已探明氧、硅、铝三种元素的总量约占地壳中元素总量的90%,氧化物、硅酸盐和铝硅酸盐矿物占明显优势,是蕴藏量十分巨大的天然耐火原料。

中国拥有丰富的耐火原料资源,品种繁多。镁矿、高铝矾土、石墨等资源堪称中国耐火原料的三大支柱;菱镁矿和高铝矾土,储量大,品位高;质地优良的耐火黏土、硅石、白云石、镁化白云石、镁橄榄石、蛇纹石、锆英石等资源分布广泛。

天然耐火原料的主要品种有：硅石、石英、硅藻土、蜡石、粘土、铝矾土、蓝晶石族矿物原料、菱镁矿、白云石、石灰石、镁橄榄石、蛇纹石、滑石、绿泥石、锆英石、斜锆石、珍珠岩、硌铁矿和天然石墨等。

按化学成分，天然耐火原料可以分为：

①硅质：如结晶硅石、石英砂胶结硅石等;

②半硅质(叶腊石等)

③粘土质：如硬质粘土、软质粘土等;结合粘土、粘土熟料

④高铝质：又名刚玉质，如高铝矾土、硅线石族矿物等;

⑤镁质:菱镁矿;

⑥白云石;

⑦铬铁矿[(Fe,Mg)O-(Cr,AI)203];

⑧锆英石(ZrO2-SiO2)。

天然原料通常含杂质较多，成分不稳定，性能波动较大，只有少数原料可直接使用，大部分都要经过提纯、分级甚至煅烧加工后才能满足耐火材料的生产要求。

2、人工合成耐火原料

用于耐火原料的天然矿物种类是有限的,对制作现代工业所特殊要求的高质量和高技术耐火材料,它们往往无法满足需要,人工合成耐火原料则可以完全达到人们预先设计的化学矿物组成与组织结构,其质地纯净,组织结构致密,化学组成易于控制,因而质量稳定,可以制造各种高级耐火材料,是现代高技能与高技术耐火材料的主要原料。人工合成耐火原料在近二十年的发展十分迅速。

人工合成耐火原料主要有:镁铝尖晶石、合成莫来石、海水镁砂、合成镁堇青石、烧结刚玉、钛酸铝、碳化硅等。