高鋁粘土磚的礦物組成主要是高嶺石(Al2O3·2SiO2·2H2O)和6%~7%的雜質(zhì)(鉀、鈉、鈣、鈦、鐵的氧化物)。粘土磚的燒成過程,主要是高嶺石不斷失水分解生成莫來石(3Al2O3·2SiO2)結(jié)晶的過程。粘土磚中的SiO2和Al2O3在燒成過程中與雜質(zhì)形成共晶低熔點的硅酸鹽,包圍在莫來石結(jié)晶周圍。
粘土磚屬于弱酸性耐火制品,能抵抗酸性熔渣和酸性氣體的侵蝕,對堿性物質(zhì)的抵抗能力稍差。粘土磚的熱性能好,耐急冷急熱。
粘土磚的耐火度與硅磚不相上下,高達(dá)1690~1730℃,但荷重軟化溫度卻比硅磚低200℃以上。因為粘土磚中除含有高耐火度的莫來石結(jié)晶外,還含有接近一半的低熔點非晶質(zhì)玻璃相。
在0~1000℃的溫度范圍內(nèi),粘土磚的體積隨著溫度升高而均勻膨脹,線膨脹曲線近似于一條直線,線膨脹率為0.6%~0.7%,只有硅磚的一半左右。當(dāng)溫度達(dá)1200℃后再繼續(xù)升溫時,其體積將由膨脹榮盛耐材值開始收縮。粘土磚的殘余收縮導(dǎo)致砌體灰縫的松裂,這是粘土磚的一大缺點。當(dāng)溫度超過1200℃后,粘土磚中的低熔點物逐漸熔化,因顆粒受表面張力作用而互相靠得很緊,從而產(chǎn)生體積收縮。
粘土耐火磚按用途劃分,主要分為高爐用粘土耐火磚,熱風(fēng)爐用粘土耐火磚,玻璃窯用大型粘土耐火磚。
高爐用粘土耐火磚是以耐火粘土為原料生產(chǎn)的用來砌筑高爐內(nèi)襯的粘土磚。高爐用粘土耐火磚用于小高爐爐襯的爐喉、爐身、爐缸、爐底及大高爐爐身。
高爐用粘土耐火磚要求常溫耐火強度高,能夠抵抗?fàn)t料長期作業(yè)磨損;在高溫長期作業(yè)下體積收縮小,有利于爐襯保持整體性;顯氣孔率低和Fe:O。含量低,減少炭素在氣孔中沉積,避免耐火磚在使用過程中膨脹疏松而損壞;低熔點物形成少。高爐用粘土耐火磚比一般粘土磚具有優(yōu)良性能。