耐火原料——硅石的分類

　　硅石是硅質(zhì)耐火材枓的主要原料。硅石也稱石英巖，主要礦物是石英Si02，其它成分均為雜質(zhì)。由于生成條件不同，工藝要求各有所以有多種分類方法。

　　1.按硅石的組織結(jié)構(gòu)分類

　　耐火材料工業(yè)用的硅石可以分為結(jié)晶硅石(再結(jié)晶石英巖)和膠結(jié)硅石(膠結(jié)石英巖)。

　　(1)結(jié)晶硅石

　　是由硅質(zhì)砂巖(石英砂巖)經(jīng)變質(zhì)作用再結(jié)晶而成得變質(zhì)巖。硅質(zhì)砂巖中的硅成膠結(jié)物在地質(zhì)條件作用下而在原石英顆粒表面再結(jié)晶，成為石英顆粒的增大部分。因此，其組織結(jié)構(gòu)特征是：由結(jié)晶的石英顆粒所組成，石英顆粒間沒(méi)有膠結(jié)物或極少(3%〜8%);由于變質(zhì)過(guò)程中的再結(jié)晶作用而使石英顆粒緊密地連接在一起，并且構(gòu)成了原硅質(zhì)砂巖所沒(méi)有的各種變晶結(jié)構(gòu)，如鋸齒結(jié)構(gòu)、花崗巖結(jié)構(gòu)和鑲嵌結(jié)構(gòu)等。

　　脈石英也屬于結(jié)晶硅石，它是火成巖，特征是石英顆粒較大(>2mm)，純度較高(SiO2>99%)，煅燒時(shí)轉(zhuǎn)化遲鈍，膨脹性大，直接用于制磚較為困難。

　　(2)膠結(jié)硅石

　　石英顆粒被硅成膠結(jié)物結(jié)合而成的沉積巖，膠結(jié)構(gòu)主要是隱晶質(zhì)的二次石英，膠結(jié)物含量通常約占30%〜75%。膠結(jié)硅石中的石英顆粒結(jié)晶較小，雜質(zhì)含量多，加熱時(shí)易于轉(zhuǎn)變。結(jié)晶硅石與膠結(jié)硅石的特征對(duì)比如表1所列。

　　表1結(jié)晶硅石與膠結(jié)硅石的特征

　　結(jié)晶硅石與膠結(jié)硅石的特征

　　2.按轉(zhuǎn)變速度分類

　　從硅磚的制造工藝觀點(diǎn)出發(fā)，依照硅石原料在1450℃時(shí)煅燒1小時(shí)的真比重大小，可將硅石分為極慢、慢速、中速和快速轉(zhuǎn)變四種類型(表2)。因鱗石英的真比重(2.242)較小，燒后真比重越小，則表明轉(zhuǎn)變成鱗石英的數(shù)量越多。

　　表2硅石的轉(zhuǎn)變速度分類

　　硅石的轉(zhuǎn)變速度分類

　　3.3. 按硅石的致密程度分類

　　可以分為極限密、致密、比較多孔和多孔四種(表3)。硅石原料應(yīng)具有較大的致密性，前兩種硅石是高品質(zhì)的耐火原料，第二種可以與前兩種配合使用，或單獨(dú)用于制造一般用途的硅磚。第四種不適合制磚。

　　表3 硅石的致密程度分類

　　硅石的致密程度分類

　　4. 按劇烈膨脹溫度分類

　　硅石受熱時(shí)，由于石英的多晶轉(zhuǎn)變，其比重減小、體積膨脹，加熱至某一溫度時(shí)會(huì)開(kāi)始產(chǎn)生劇烈的膨脹(圖1)。該溫度愈低，磚坯燒成時(shí)松散開(kāi)裂的可能性愈大，因?yàn)闇囟鹊蜁r(shí)，坯體內(nèi)尚沒(méi)有產(chǎn)生液相來(lái)緩沖熱膨脹所產(chǎn)生的熱應(yīng)力，或者是雖產(chǎn)生液相但由于粘度太大而不能減弱所產(chǎn)生的熱應(yīng)力。按加熱時(shí)劇烈膨脹開(kāi)始溫度的高低，可將硅石分為低熱穩(wěn)定性的、中熱穩(wěn)定性的和高熱穩(wěn)定性的三種