玻璃生產(chǎn)過程中，玻璃熔窯液面的控制效果及穩(wěn)定與否直接關(guān)系到玻璃的融化質(zhì)量，原料消耗以及成品產(chǎn)量和質(zhì)量。另外玻璃液面波動過大會加劇玻璃熔窯池壁耐火材料的蝕損，進(jìn)而影響窯爐的使用壽命；波動過于劇烈，還會有溢料的風(fēng)險。因此玻璃液面的穩(wěn)定在玻璃生產(chǎn)過程中十分重要，液面的波動值一般控制在0.2~0.5mm之間。近年來，對液面穩(wěn)定性要求有所提高，要求達(dá)到+-0.1mm。

影響玻璃頁面的主要因素是投料量和窯壓。投料量直接影響玻璃液面的平均高度，其需與成型去用的玻璃液量相平衡，以保證玻璃液面基本維持不變。而窯壓的變化會引起玻璃液面的波動，兩者正相關(guān)。投料機(jī)控制和窯爐壓力控制是穩(wěn)定玻璃液面的重要手段，其中投料機(jī)的閉環(huán)控制邏輯必須以玻璃液面測量值以及設(shè)定值的偏差作為輸入，則玻璃頁面的測量將是一個重要環(huán)節(jié)；窯爐壓力波動的主要因素是換向造成的斷火間隔，要講其影響降到最低，必須對換火期間的窯爐壓力進(jìn)行有效控制。

玻璃熔窯液面的波動情況對玻璃生產(chǎn)中成品質(zhì)量，原料消耗等方面有著重要的影響，而投料量及熔窯壓力則是玻璃液面控制的關(guān)鍵因素。通過對玻璃液面測量方法，投料機(jī)之后補(bǔ)償，窯壓控制方案的對比，討論及研究可以看出，目前所采用的的測量方式可以滿足工藝要求，但是液位測量較投料的之后需要通過有效的補(bǔ)償方案以克服超調(diào)。同事結(jié)合換火工況下熔窯窯壓的分布控制，可以滿足熔窯玻璃液面的控制要求，并借此提高整個工藝流程中玻璃液面的穩(wěn)定性。

一，耐火原料的選擇與加工

1，原料的選擇

從化學(xué)觀點講，凡有高熔點的單質(zhì)、化合物都可以做耐火材料的原料；從礦物學(xué)觀點講，凡是高耐火度的礦物，都可以做耐火材料的原料?，F(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，采用高純原料是制造高質(zhì)量耐火材料的前提。

由于耐火材料的原料材料品種多，來源廣，用量大，所以對原材料進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量把控尤其重要，在選購原料的過程中，供應(yīng)部門和質(zhì)量技術(shù)部門對供應(yīng)廠家的產(chǎn)品質(zhì)量，供應(yīng)能力，資質(zhì)證書，信譽(yù)等進(jìn)行考察是非常必要的。

原料進(jìn)廠，質(zhì)量技術(shù)部門按照產(chǎn)品質(zhì)量要求進(jìn)行取樣檢測，是保證耐火制品品質(zhì)的第一道關(guān)。

2，原料的加工

1）原料煅燒：大部分耐火原料，在制磚前要經(jīng)過煅燒。這是因為它們在高溫作用下重量和體積都會發(fā)生變化，如果采用全生料制磚，一般會使磚坯的體積發(fā)生很大變化，甚至?xí)霈F(xiàn)大量的變形和開裂的廢品。粘土、高鋁礬土的煅燒溫度一般為1350～1550℃，失重15%左右;菱鎂礦、白云石的煅燒溫度一般為1650-1850℃，失重50%左右。煅燒設(shè)備主要有豎窯和回轉(zhuǎn)窯。

原料加工：主要包括原料的揀選、破碎和粉碎、細(xì)磨和篩分。揀選是選出混入的雜物、生燒料、未燒盡的燃料塊和熔瘤塊，以確保原料質(zhì)量。磨碎和篩分是為了將塊狀原料制備成具有一定粒度組成的顆粒，以供配料。

二，耐火材料胚料的混練

1，泥料制備：主要包括配料、混合、困料等工序。配料是按各種物料的重量和顆粒組成的適當(dāng)比例配合，以保證成型后坯體的密實和制品的性能符合要求。

2， 混練：使兩種以上不均勻物料的成分和顆粒度均勻化，促進(jìn)顆粒接觸和塑化的操作過程稱為混練。耐火材料混練是混合的一種方式，伴隨有一定程度的擠壓，捏和，排氣過程在內(nèi)。混合過程就是使泥料中各組成分經(jīng)混煉后達(dá)到均勻分布，即在單位重量或體積內(nèi)具有同樣的成分和顆粒組成。

3，困料：就是把混合的泥料，在一定的溫度和濕度條件下貯放一定時間以改善泥料成型性能的過程。隨著生產(chǎn)技術(shù)水平的提高，大部分耐火材料制品的生產(chǎn)已取消了困料工序。

三，耐火材料的成型工藝

耐火胚料借助于外力和模型，成為具有一定尺寸、形狀和強(qiáng)度的胚體或制品的過程叫做成型。

壓制和成型時耐火材料生產(chǎn)工藝過程中的重要環(huán)節(jié)。耐火材料成型方法很多，包括特殊耐火材料在內(nèi)有數(shù)十種之多。

半干法——胚料水分5%左右；

可塑法——胚料水分15%左右；

注漿法——胚料水分40%左右；

對于一般耐火制品，大多采用半干成型。至于具體采用什么成型方法，主要取決于胚料性質(zhì)，制品的形狀尺寸以及工藝要求，比較常見的成型方法有如下八種：

• 半干法壓制
• 注漿成型法
• 可塑成型法
• 振動成型法
• 熱壓成型法
• 熱壓鑄成型（熱壓注漿）
• 電熔鑄造法
• 等靜壓成型

四，耐火材料的干燥

胚體干燥的目的在于提高機(jī)械強(qiáng)度和保證燒成初期能夠順利進(jìn)行。成型后的半成品一般都要經(jīng)過干燥后燒成，入窯磚坯水分過高，容易開裂。經(jīng)干燥后的磚坯，強(qiáng)度有很大提高，可降低運輸及裝窯過程中的破損率。

干燥過程可分為三個階段：

第一階段是等速干燥階段，干燥過程中最主要的階段，此階段排出大量水分，在整個階段中，排水速度始終是恒定的。

第二階段是降速干燥階段，隨著干燥時間的正常，或胚體含水量的減少，胚體表面的有效蒸發(fā)面積逐漸減少，干燥速度逐漸降低。

第三階段干燥速度逐漸接近零，最終胚體水分不在減少。

以上三個階段的明顯程度，依胚體中水分的多少而定，一般對可塑法成型的胚體來說，三個階段比較明顯，而對水分不大的半干法成型的胚體，如多熟料磚、硅磚、鎂磚等，就不大明顯。

五，耐火材料的燒成

燒成是耐火制品生產(chǎn)中的最后一道工序。制品在燒成過程中發(fā)生一系列物理化學(xué)變化，坯體在高溫作用下，氣孔率降低、密度和強(qiáng)度提高，形成高溫穩(wěn)定晶相，并產(chǎn)生體積變化，使胚體變成具有一定尺寸形狀和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的制品。根據(jù)產(chǎn)品特性，需要制訂一個合理的燒成制度。一般分為四個階段，

• 預(yù)熱
• 燒成
• 保溫
• 冷卻

燒成設(shè)備有倒焰窯和隧道窯。目前，以隧道窯為主，但對生產(chǎn)量小或形體特殊的耐火制品，倒焰窯仍有一定的使用價值。

耐火材料的力學(xué)性質(zhì)是指材料在不同溫度下的強(qiáng)度。彈性和塑性性質(zhì)。這類性質(zhì)表征材料在不同溫度下抵抗因外力作用的各種形變和應(yīng)力而不破壞的能力。

在使用中，耐火材料要承受砌體的重量，避免搬運和運輸中的破損，抵抗機(jī)械沖擊和物料的磨蝕等，要求它有較高的常溫強(qiáng)度。制品的常溫強(qiáng)度不僅與制品的物相以及結(jié)構(gòu)有著密切關(guān)系，而且也與許多工藝制造因素（如撇了得顆粒組成、成型方法和燒成溫度等）有關(guān)。因此，也可作為判斷生產(chǎn)工藝操作是否穩(wěn)定、正常的指標(biāo)。

一，常溫力學(xué)性質(zhì)

1，常溫耐壓強(qiáng)度 ??它是指常溫下耐火材料在單位面積上所承受的最大壓力，如超過此值，材料被破壞。以公斤/厘米²表示。如A表示試樣受壓的總面積，以P表示壓碎試樣所需的極限壓力，則有：

常溫耐壓強(qiáng)度 = P/A，公斤/厘米²

2，抗拉、抗折和扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度 ??耐火材料在使用時，除受壓應(yīng)力外，還受拉應(yīng)力，彎曲應(yīng)力和剪應(yīng)力的作用。為了評定耐火材料的抗拉、抗折和扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度的實際大小，必須測定在相應(yīng)操作溫度下的數(shù)? ?值。耐火制品的抗拉強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度的主要影響因素是其組織結(jié)構(gòu)，細(xì)顆粒結(jié)構(gòu)有利于這些指標(biāo)的提高。

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3，耐磨性 ??耐火材料抵抗堅硬物料或氣體（如含有固體顆粒的）磨損作用（研磨。摩擦。沖擊力作用）的能力，在許多情況下也決定著他的是使用壽命。耐火材料的耐磨性不僅取決于制品的密度，強(qiáng)度，而且也取決于制品的礦物組成。組織結(jié)構(gòu)和材料顆粒結(jié)合的牢固性。常溫耐壓強(qiáng)度高，氣孔率低，組織結(jié)構(gòu)致密均勻，燒結(jié)良好的制品總是有良好的耐磨性。

注： 一般都不對耐火材料進(jìn)行耐磨性測定，也無統(tǒng)一規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)測定方法。

二，高溫力學(xué)性質(zhì)

1，高溫耐壓強(qiáng)度 ?高溫耐壓強(qiáng)度是材料在高溫下單位截面所能承受的極限壓力。單位是公斤/厘米²。

耐火材料的高溫耐壓強(qiáng)度如圖1-10所示。隨著溫度升高，大多數(shù)耐火制品的強(qiáng)度增大，其中粘土制品和高鋁制品特別顯著，在1000~1200℃時達(dá)到最大值。

2，高溫抗折強(qiáng)度 ?高溫抗折強(qiáng)度是指材料在高溫下單位截面所能承受的極限彎曲應(yīng)力。它表征材料在高溫下抵抗彎矩的能力。耐火材料的高溫抗折強(qiáng)度指標(biāo)，主要取決于制品的化學(xué)礦物組成。組織結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝。材料中的熔劑物質(zhì)和燒成溫度對制品的高溫抗折強(qiáng)度有顯著影響。

3，高溫扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度 ??砌筑窯爐的耐火制品，在加熱或冷卻時，承受著復(fù)雜的剪應(yīng)力，因而制品的高溫扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度是重要的指標(biāo)。高溫扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度是耐火材料的高溫力學(xué)性能之一，它表征材料在高溫下抵抗剪應(yīng)力的能力。

4，高溫蠕變性 ??當(dāng)材料在高溫下承受小于其極限強(qiáng)度的某一恒定荷重時，產(chǎn)生塑性變形，變形量會隨時間的增長而逐漸增加，甚至?xí)共牧掀茐?，這種現(xiàn)象叫做蠕變。因此對于處于高溫下的材? ? ? 料，就不能孤立地考慮其強(qiáng)度，而應(yīng)將溫度和時間的因素與強(qiáng)度同時考慮。

在設(shè)計高溫窯爐時，根據(jù)耐火材料的荷重軟化試驗和殘存收縮率，在一定程度上可以推測耐火材料的高溫體積穩(wěn)定性，但對認(rèn)識制品在長期高溫負(fù)荷條件下工作的體積穩(wěn)定性還是不充分的，因? ? ? ?此檢驗其高溫蠕變性，了解它在高溫負(fù)荷長時間下的變形特性是十分必要的。

耐火材料的高溫蠕變性系指材料在恒定的高溫和一定荷重作用下，產(chǎn)生的變形和時間的關(guān)系。

一般認(rèn)為影響高溫蠕變的因素有：

1. 使用條件，如溫度和荷重、時間等
2. 材質(zhì)，如化學(xué)組成（特別是低熔性微量成分含量的多少）和礦物組成（是單相還是多相，特別是玻璃相的組成和數(shù)量）
3. 顯微組織結(jié)構(gòu)（氣孔率、晶粒大小、形狀和分布狀態(tài)的不同）

如果耐火材料的材質(zhì)確定，那么溫度、荷重和時間是影響蠕變的主要因素。這些因素對蠕變速率的影響隨耐火材料的材質(zhì)和使用條件而異。

耐火材料是由固相（包括結(jié)晶相和玻璃相）和氣孔兩部分構(gòu)成的非均質(zhì)體。其中各種形狀和大小的氣孔與固相之間的宏觀關(guān)系（包括它們的數(shù)量和分布結(jié)合情況等）構(gòu)成耐火材料的宏觀組織結(jié)構(gòu)。制品的宏觀組織結(jié)構(gòu)特征，是影響其高溫使用性質(zhì)的重要因素。例如，為了提高耐火制品對外來介質(zhì)的侵蝕抵抗性，其致密程度具有特別重要的意義。表示耐火材料宏觀組織結(jié)構(gòu)的致密程度，有如下一系列指標(biāo)。

一，氣孔率、體積密度、真密度和比重

氣孔率，體積密度和真密度等是評價耐火材料質(zhì)量的重要指標(biāo)。這些指標(biāo)直接表征他們本身的意義外，還與耐火材料的其他性質(zhì)如熱震穩(wěn)定性、抗渣性、氣體透過性以及導(dǎo)熱性等有密切關(guān)系，并起著一定影響。這些指標(biāo)中除真密度外，氣孔率和體積密度等相互間都有這密切關(guān)系。

• 氣孔率 耐火材料內(nèi)的氣孔是由原料中氣孔和成型后顆粒間的氣孔所構(gòu)成。氣孔的容積、形狀以及大小的分布對耐火材料性質(zhì)有很大影響，而與原料的種類無關(guān)，它們對其性質(zhì)的影響有著相同的傾向。耐火材料的主要性質(zhì)和氣孔率之間有密切的關(guān)系。

生產(chǎn)工藝對氣孔率的影響較其它性質(zhì)大。硅磚、鎂磚和鉻鎂磚的閉口氣孔率接近于零，但粘土磚則較大，波動于0.7~4.0之間。

• 吸水率 ?它是耐火制品中全部開口氣孔吸滿水的重量與其干重之比，以百分率表示。它實質(zhì)上是反映制品中開口氣孔量的一個技術(shù)指標(biāo)。燒結(jié)良好的原料，其吸水率數(shù)值應(yīng)較低。

• 體積密度（亦稱容積重量）表示制品干重與其總體積之比，即制品單位體積（表觀體積）的重量，用克/厘米3表示。

體積密度也是表征制品致密程度的重要指標(biāo)。密度較高時，可減少外部侵入介質(zhì)（液相或氣相）對耐火材料的作用的總面積，增大制品在使用過程中工作層內(nèi)耐火材料重量與被吸收的侵蝕? ? ? ? ? ? ? 介質(zhì)之比，從而提高其使用壽命，所以致密化是提高耐火材料質(zhì)量的重要途徑。高純度高密度耐火材料的生產(chǎn)，是制造抗侵蝕性耐火制品的工藝方向。

對于耐火隔熱磚、輕質(zhì)澆灌料、體積密度指標(biāo)與其導(dǎo)熱性和熱容量也有密切關(guān)系。

制品的體積密度指標(biāo)隨其氣孔率和礦物組成的變化而改變。因此，它是制品中氣孔體積量和礦物組成的綜合反映。只有當(dāng)制品的化學(xué)礦物組成一定時，此時體積密度才是衡量制品中氣孔體? ? ? ? ? ? ? 積多少的指標(biāo)。

綜合應(yīng)用體積密度和顯氣孔率指標(biāo)，不僅可用以評定耐火制品的致密程度，并可借以檢驗生產(chǎn)中現(xiàn)行工藝條件的保持狀況。

• 真密度 ?是指不包括氣孔在內(nèi)的單位體積耐火材料的重量。

• 比重，是耐火材料的單位體積重量與4℃水的單位體積重量之比。

二，透氣度

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透氣度是表示氣體通過耐火制品難易程度的特性值。它與氣孔的構(gòu)造和狀態(tài)有關(guān)，并隨耐火制品成型時加壓方向而異。前述的氣孔率僅表示制品組織內(nèi)氣孔存在的數(shù)量，其值大小并不包含制品透氣度的特性。

通常認(rèn)為，耐火制品的透氣度是愈低愈好。但是隨著技術(shù)的發(fā)展，為滿足特殊使用條件，有時也要求制品有良好的透氣性。

和氣孔率不同，即使是同一制品的透氣度，因隨氣體透過方向不同而異。影響耐火制品透氣度的因素很多，但其中耐火材料的組織結(jié)構(gòu)具有決定性意義。一般來說，氣體透過性取決于制品中開口氣孔的大小和相互聯(lián)結(jié)情況，顯然它和氣孔率有一定關(guān)系，但是這種關(guān)系沒有規(guī)律性。當(dāng)制品的組織結(jié)構(gòu)改變時，氣體透過性的變動范圍要比氣孔率大得多。

通常要求透氣性制品既有良好的透氣性，又有足夠的強(qiáng)度。提高制品的透氣性，一般是通過調(diào)整配料的顆粒組成，適當(dāng)減少細(xì)粉量增加中間顆粒配比等途徑。

耐火材料的一般性質(zhì)包括化學(xué)礦物組成、組織結(jié)構(gòu)、力學(xué)性質(zhì)、熱學(xué)性質(zhì)和高溫使用性質(zhì)。其中有些是在常溫下測定的性質(zhì)，例如氣孔率、體積密度、堆比重和耐壓強(qiáng)度等，例如耐火度、荷重軟化點、熱震穩(wěn)定性、抗渣性、高溫體積穩(wěn)定性等，這些性質(zhì)反應(yīng)在一定溫度下耐火材料所處的狀態(tài)，或者反映在該溫度下它與外界作用的關(guān)系。

耐火材料的質(zhì)量取決于其性質(zhì)，它是評價制品質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)。在生產(chǎn)中是制定和改進(jìn)生產(chǎn)工藝，檢查生產(chǎn)過程中是否正確穩(wěn)定的依據(jù)。耐火材料正確合理地選用，也是以其性質(zhì)作為重要依據(jù)的。

一，耐火材料的化學(xué)組成

化學(xué)組成是耐火制品的基本特征。通常將耐火材料的化學(xué)組成按各個成分含量多少和其作用分為兩部分，即占絕對多量的基本成分——主成分和占少量的從屬的副成分。副成分是原料中伴隨著的夾雜成分和工藝過程中特別加入的添加成分（加入物）。

1, 主成分

它是耐火制品中構(gòu)成耐火基體的成分，是耐火材料的特性基礎(chǔ)。它的性質(zhì)和數(shù)量直接決定著制品的性質(zhì)。主成分可以是氧化物，也可以是元素或者某元素與另一元素的化合物，如各種形態(tài)的碳（石墨、無定形碳）和碳化硅（SiC）等。耐火材料按其主成分的化學(xué)性質(zhì)可分為三類：

2, 雜質(zhì)成分

用化學(xué)成分分析可以從耐火材料（或原料）中分離出其中所含的通常稱為熔劑的雜質(zhì)。這些雜質(zhì)是某些能與耐火基體作用而使其耐火性能降低的氧化物或化合物。

3, 添加成分

在耐火制品生產(chǎn)中，為了促進(jìn)其高溫變化荷降低燒結(jié)溫度，有時加入少量的添加成分。按其目的和作用不同可分為礦物劑、穩(wěn)定劑和燒結(jié)劑等。除可以燒掉成分外，它們都包含在制品的化學(xué)組成中。

二， 耐火材料的礦物組成

耐火制品是礦物組成體。制品的性質(zhì)是其組成礦物和微觀結(jié)構(gòu)的綜合反映。因此，在分析制品的組成對其性質(zhì)的影響時，單純從化學(xué)組成出發(fā)分析考察問題是不夠全面的，應(yīng)進(jìn)一步觀察其化學(xué)礦物組成。耐火制品的礦物組成取決于它的化學(xué)組成和工藝條件。化學(xué)組成相同的制品，由于工藝條件的不同，所形成礦物相的種類、數(shù)量，晶粒大小和結(jié)合情況的差異，其性能可能有較大差別。例如：SiO2含量相同的硅質(zhì)制品，因SiO2在不同工藝條件可形成結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不同的兩種礦物—鱗石英和方石英，使制品的某些性質(zhì)會有差別。即使制品的礦物組成一定，但隨礦相的晶粒大小、形狀和分布情況的不同，亦會對制品性質(zhì)有顯著的影響（如熔鑄制品電熔磚）。

耐火材料一般是多相組成體，其中礦物相可分為兩類，即結(jié)晶體和玻璃相。

1，主晶相是構(gòu)成制品結(jié)構(gòu)的主體且熔點較高的晶相。耐火制品中主晶相依其平衡體系的組分和其相對含量而異。主晶相的性質(zhì)、數(shù)量和其間結(jié)合狀態(tài)直接決定著制品的性質(zhì)。

2，基質(zhì)是指填充在主晶相間其他不同成分的結(jié)晶礦物和玻璃相，也稱為結(jié)合相。在耐火制品的相組組成中，雖然它們的含量并不多，但對制品的性質(zhì)（如高溫特性和耐侵蝕性）起著決定性的影響。制品在使用時也往往首先從基質(zhì)部分開始損壞，因而在耐火制品的生產(chǎn)工藝中，為了改善制品的性質(zhì)，采用調(diào)整和改變制品的基質(zhì)成分是有效的工藝措施。

絕大多數(shù)耐火制品（除少數(shù)特高耐火制品外），按其主晶相和基質(zhì)的成分可以分為兩類：

• 含有晶相和玻璃相的多成分耐火制品，它的基質(zhì)為玻璃相，如粘土磚。硅磚等屬于此類；

• 僅含晶相的多成分制品，基質(zhì)多為細(xì)微的結(jié)晶體。鎂磚，鉻鎂磚等堿性耐火材料屬于這一類。這些制品在高溫?zé)蓵r，產(chǎn)生一定數(shù)量的液相，其數(shù)量和形成速度決定于原料種類和共熔體成分，但是液相在冷卻時并不形成玻璃，而是形成結(jié)晶性基質(zhì)，結(jié)果主晶相為次生晶體的基質(zhì)所膠結(jié)著，基質(zhì)晶體的成分不同于主晶相。

鑒定并研究耐火材料的原料、制品以及使用后磚塊的礦物組成和顯微結(jié)構(gòu)，有非常重要的意義，特別是對于硅磚中鱗石英和方石英的轉(zhuǎn)變，高鋁磚中莫來石晶粒的發(fā)育，鎂磚中方鎂石晶粒大小、形狀、分布特征等等。使用過程中受熔渣侵蝕的磚塊進(jìn)行顯微鑒定更能提供改進(jìn)質(zhì)量的方向。

鑒定耐火材料礦物組成和顯微結(jié)構(gòu)的方法有：

• 顯微鏡法：它是在顯微鏡下觀察。有折射率法。薄片法和反射光巖相法。
• X射線分析法
• 電子顯微鏡法
• 差熱分析和脫水曲線

耐火材料大部分是以天然礦石（如耐火粘土，硅石，菱鎂礦，白云石等）為原料制造的?，F(xiàn)在，采用某些工業(yè)原料和人工合成原料（如工業(yè)氧化鋁，碳化硅，合成莫來石等）也日益增多。耐火材料的種類很多，為便于研究和合理使用，科學(xué)分類是非常必要的。耐火材料的分類方法也有很多種，其中有按照耐火材料的化學(xué)礦物組成分類的，它能表征各種耐火材料的基本組成和特性，在生產(chǎn)、使用和科學(xué)研究上均有實際意義。

1，按照化學(xué)礦物組成的不同，耐火材料可分為以下幾類：

2，按照耐火材料的外觀分類

3，按化學(xué)特性分類

可分為酸性，堿性以及中性三類，其中酸性主要是以二氧化硅為主要成分的耐火材料，堿性的大多是以鎂，鈣的氧化物為主，中性的有三氧化二鋁，三氧化二鉻等。

4，根據(jù)耐火度分類

可以分為普通耐火材料（1580 ~ 1770℃），高級耐火材料（1770 ~ 2000℃）和特級耐火材料（2000℃以上）。

5，按照形狀和尺寸分類

可以分為標(biāo)準(zhǔn)型磚，異型磚，特異形磚，大異形磚，以及實驗室或者工業(yè)用坩堝，皿，管等特殊耐火制品。

6，按照制造工藝方法分類

可以分為泥漿澆注耐火制品，可塑成型耐火制品，半干壓型耐火制品，由粉狀非可塑泥料搗固成型耐火制品，由熔鑄料澆鑄的耐火制品以及由巖石鋸成的耐火制品。

以上從耐火材料的化學(xué)礦物組成，外觀，化學(xué)特性，耐火度，形狀尺寸和制造工藝等不同維度做了科學(xué)分類，可以幫助我們從不同的角度學(xué)習(xí)和了解不同的耐火材料的不同種類，對我們進(jìn)一步的探索和研究耐火材料科學(xué)應(yīng)用有重要的幫助。

改善耐火質(zhì)量的重要途徑是提高制品的純度，減少低熔物的數(shù)量，提高制品的密度和高溫強(qiáng)度。 高密度鎂質(zhì)耐火材料和高純度直接結(jié)合鎂質(zhì)耐火材料是

近年來國內(nèi)外鎂質(zhì)耐火材料發(fā)展的重要趨向。

一，高純度原料、高壓成型、高溫?zé)杉捌湟饬x

耐火材料生產(chǎn)的一條基本經(jīng)驗是以精料為基礎(chǔ)，即高純度。熔劑雜質(zhì)含量對爐襯磚的抗渣性和高溫強(qiáng)度有多大的影響。

高壓成型的目的是提高制品的強(qiáng)度和密度。磚的密度越大，爐渣在磚內(nèi)滲透就越困難，圖9-20示出兩種鎂磚的密度與抗渣性的關(guān)系，圖9-21示出密度與壽命

的關(guān)系。

高溫?zé)墒窃诟呒冊系幕A(chǔ)上，為達(dá)到充分燒結(jié)而采取的措施。這可以在液相很少的條件下使磚中形成所謂直接結(jié)合結(jié)構(gòu)，同時提高制品的密度，提高磚的

高溫強(qiáng)度。應(yīng)當(dāng)說，磚的高溫強(qiáng)度的提高是由于雜質(zhì)含量降低、高壓成型和高溫?zé)傻纫蛩貛淼木C合結(jié)果。

二，控制磚的組成

1, 控制C/S比值

CaO/SiO2 比值愈小，鎂質(zhì)耐火材料中與主晶相方鎂石共存的次要相主要以鈣鎂橄欖石等低熔點的礦物存在。提高CaO/SiO2比，從抗渣性來考慮，也是有必要

的，因為CaO/SiO2比高的鎂磚對初期渣的抗侵蝕性更好。

2, 減輕B2O3的熔劑作用。

三，調(diào)整制品的礦物組成，提高產(chǎn)生液相的起始溫度及減少高溫時的液相量

采用高純原料，高壓成型，高溫?zé)晒倘荒茱@著提高耐火材料的質(zhì)量，然而這樣往往收成本約束。在提高質(zhì)量上，具有顯示意義的方法是了解低熔物的作用，從而

去控制它，使其有害影響減輕。這可從兩個方面著手：避免產(chǎn)生低共熔物，即提高液相產(chǎn)生的起始溫度以及減少高溫時的液相量；控制液相分布，使高溫時液相不

致包圍耐火固相顆粒，而排斥在顆粒間隙中。這樣液相就不會貫穿顆粒，從而是固相顆粒間接觸增加，即所謂直接結(jié)合。

四，控制耐火材料的結(jié)構(gòu)

所謂結(jié)構(gòu)控制即是耐火材料中的物相分布。

綜上所述，

1）對高溫下含MgO和液相的鎂磚中，為了使方鎂石間的直接結(jié)合程度提高，或者使液相不致貫穿方鎂石顆粒邊界，那么加入Cr2O3是非常有利的；

2）對高溫下存在二固相和液相的材料（白云石磚，鎂鉻磚或者鉻鎂磚），不同顆粒間的結(jié)合比相同顆粒建的結(jié)合來得容易。因此，用尖晶石或者

M2S、C2S高熔點礦物作為次要相對直接結(jié)合是非常有利的。

后面一個結(jié)論是具有普遍意義的，即對剛玉、莫來石質(zhì)高鋁耐火材料同樣是適用的。

首先，要考慮耐火磚的耐火度。耐火度是指耐火材料抵抗高溫作用的性能。表示材料軟化到一定程度的溫度。耐火度必須要高于實際工作溫度。例如粘土磚的耐火度為1730℃，而其使用溫度在1350℃。

其次，必須要考慮耐火材料的高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。耐火材料在使用時會承受一定的壓力，而材料在高溫時其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度會發(fā)生變化，因此必須要考慮其高溫就夠強(qiáng)度。這通過其荷重軟化點來表征，耐火材料的使用溫度必須要低于其荷重軟化點。例如粘土磚的耐火度為1730℃，而其荷重軟化點為1350℃，因此最高使用度僅為1350℃。

第三，耐火材料要具有高的熱穩(wěn)定性。在窯爐的某些部位會出現(xiàn)很大的溫度波動。例如在爐門開啟時，冷空氣進(jìn)入。爐內(nèi)襯的溫度急劇下降。這就要求材料具備一定的熱穩(wěn)定性，以保證正常工作。

第四，耐火材料要求具有高溫化學(xué)穩(wěn)定性。在高溫下，材料化學(xué)性質(zhì)有可能變化而與樣品、爐氣等發(fā)生作用而導(dǎo)致失效。這就要求在選擇時考慮其化學(xué)穩(wěn)定性。例如，鎂磚只能做堿性熔渣的耐火材料，而硅磚恰恰相反，只能做酸性熔渣的耐火材料。

第五，致密度。在滿足前面所描述的性能時，耐火材料應(yīng)盡量選擇體積密度小的材料，以減小蓄熱，增加保溫效果，減少爐體質(zhì)量，減小能耗。因此，目前的耐火材料多選用輕質(zhì)耐火材料，以及新型的集保溫與耐火于一身的陶瓷纖維來做耐火材料，這可大大減低成本。

第六，在用作電爐內(nèi)襯時，還需考慮其導(dǎo)電性，必須要選擇在高溫下也是絕緣體的材料來做耐火材料。

以上幾個是選擇耐火材料時應(yīng)當(dāng)要考慮到底幾點要求。總而言之，耐火材料的選擇最終要遵從兩個大原則：

第一，耐火材料的性能必須要滿足生產(chǎn)要求；

第二，在第一條的基礎(chǔ)上，考慮其經(jīng)濟(jì)要求，盡量使生產(chǎn)成本最低。

耐火材料是耐火度不低于1580℃的無機(jī)非金屬材料。耐火材料在無荷重時抵抗高溫作用的穩(wěn)定性，即在高溫?zé)o荷重條件下不熔融軟化的性能稱為耐火度，

它表示耐火材料的基本性能。耐火材料可用作高溫窯，爐等熱工設(shè)備的結(jié)構(gòu)材料以及工業(yè)用的高溫容器和部件。能承受在其中進(jìn)行的各種物理化學(xué)變化

及機(jī)械的作用。

我國遠(yuǎn)在古代就有耐火材料的制造技藝，用于冶鐵、煉鋼、鑄銅、陶瓷和玻璃生產(chǎn)等方面。五千年前我國制造了陶器。兩千年前制造了瓷器，其燒制用的

窯爐和匣缽，均不可缺少耐火材料。

解放前全國耐火材料生產(chǎn)總量僅7.4萬噸，高溫工業(yè)所需耐火材料，甚至連一般鍋爐用耐火材料都要靠從國外進(jìn)口。當(dāng)時僅有少數(shù)手工生產(chǎn)的小廠，只能

制造普通的粘土磚，而且產(chǎn)量極低。

新中國成立之后，耐火材料工業(yè)得到迅速發(fā)展，新建，擴(kuò)建和改造的現(xiàn)代化工廠遍及全國各地。已經(jīng)形成了具有相當(dāng)規(guī)模和較高技術(shù)水平的完整耐火材料

制造體系。生產(chǎn)出了具有中國資源特色的高鋁磚、鎂鋁磚等一批新產(chǎn)品，開始改變了我國耐火材料產(chǎn)品品種單調(diào)的局面。以此為標(biāo)志，耐火材料作為一個

獨立的產(chǎn)業(yè)，進(jìn)入了國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和發(fā)展的行列。目前已有一大批擁有現(xiàn)代化設(shè)備的工廠?？梢宰灾浦拼u用的大型機(jī)械設(shè)備，自行設(shè)計現(xiàn)代化工廠，耐火

材料的科學(xué)研究也得到迅速的發(fā)展。

我國有豐富的耐火材料原料資源。菱鎂礦，高鋁礬土蘊(yùn)藏量大，質(zhì)量優(yōu)良，耐火粘土，硅石，白云石原料分布很廣，蛇紋石，橄欖石，葉臘石和鋯英石等

耐火原料儲量也很豐富。另外我國漫長的海岸線和內(nèi)陸湖泊均蘊(yùn)藏有取之不盡的鎂質(zhì)原料資源。

中國耐火材料的加工基地主要集中分布在遼寧，山西，河南，山東。河南新密、山東淄博發(fā)展為鋁硅系耐火材料的主產(chǎn)區(qū)，遼寧大連為鎂質(zhì)耐火材料的

生產(chǎn)基地。

發(fā)展優(yōu)質(zhì)耐火材料的基礎(chǔ)是選擇優(yōu)質(zhì)的耐火原料。近年來國內(nèi)外對耐火原料的質(zhì)量精益求精，在選礦，提純，合成工藝，煅燒技術(shù)等方面做了大量的研究。

原料純度提高，燒結(jié)過程改善，成分結(jié)構(gòu)均勻，性能穩(wěn)定，為發(fā)展優(yōu)質(zhì)高純高效制品提供了基礎(chǔ)。今后發(fā)展的趨勢是天然耐火原料使用比例下降，而經(jīng)過

選礦與合成的高純度，高密度和質(zhì)量均勻的耐火原料比例不斷提高。

進(jìn)入新世紀(jì)以來，隨著我國經(jīng)濟(jì)實力的整體提高，作為高溫工業(yè)不可或缺的重要基礎(chǔ)材料，我國耐火材料工業(yè)發(fā)展取得巨大的進(jìn)步，不僅具備了向現(xiàn)代化

大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)成套提供具有國際先進(jìn)水平的優(yōu)質(zhì)耐材的能力，而且能保證大直徑水泥窯、浮法玻璃生產(chǎn)線等其他高溫工業(yè)（包括航天工業(yè)）所需特種

耐火材料的供應(yīng)，實現(xiàn)了耐火材料工業(yè)質(zhì)的飛躍，在世界耐火材料行業(yè)中的地位也不斷提高。目前，我國耐火材料工業(yè)所生產(chǎn)的品種和總量不僅基本滿足

了國內(nèi)高溫工業(yè)生產(chǎn)、發(fā)展的需求，產(chǎn)量位居世界第一，而且耐火制品的出口量也逐年遞增，市場遍及東南亞多國和美洲、歐盟、俄羅斯等150多個國家

（地區(qū)）。古老而又年輕的中國耐火材料工業(yè)，從小到大，從“土”到“洋”，從國內(nèi)走向全球，已成長為名副其實的世界耐火材料生產(chǎn)、消耗和出口大國。

據(jù)統(tǒng)計，我國目前規(guī)模以上耐火材料生產(chǎn)企業(yè)有2000家左右，分布在除西藏以外的各省、市、自治區(qū)，形成了完整的耐火材料工業(yè)體系，有近30萬從業(yè)人員。

1950年~2017年累計生產(chǎn)了51440.3萬噸耐火材料。我國耐火材料制品產(chǎn)量最高的2011年，生產(chǎn)量達(dá)2949.69萬噸，為1949年的398.6倍，占全球耐火材料

年生產(chǎn)總量的65%左右。