硅砖及其化学成分介绍

硅砖是指SiO2 含量在93% 以上的耐火制品。硅砖是以SiO2 含量不小于96% 的硅石为原料，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K2O 、Na2O 等是有害的，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。硅砖的原料需经特殊处理，除去杂质。
硅砖的化学成分如下：

其矿物组成为鳞石英、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原料性质的不同，矿物成分披动较大,如下表：

硅砖属于酸性耐火材料，具有较强的抵抗酸性渣或酸性熔液侵蚀的能力，但对碱性物质侵蚀的抵抗能力差，易被Al203,K20 、Na20 等氧化物作用而破坏，对CaO 、FeO、Fe2O3等氧化物有良好的抵抗性。
荷重软化温度较高是硅砖的优异特性，一般为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）的这一区间硅砖体积稳定，使用时加热到1450℃时约产生1.5% ～ 2.2% 的体积膨胀，有利于保证砌体的结构强度和气密性。
硅砖的缺点是抗热震性差（水冷循环次数一般为1 ～ 4 次），其次是耐火度不高（一般为1690 ～ 1730℃），其应用范围受到了很大的局限。
硅砖的性质和工艺过程与SiO2 的晶型转化有密切关系，硅砖真密度是判断其晶型转化程度的重要标志之一。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，反映砖中鳞石英和方石英数量多，残余石英量小，因而残余膨胀小，使用中强度下降也小。
硅砖主要用于砌筑焦炉的炭化室、燃烧室和隔墙（一座炼焦炉用耐火材料约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。为了提高现代大型焦炉生产能力，需要减薄焦炉炭化室、燃烧室和隔墙，因而要求使用高致密的高导热性硅砖。
硅砖的品种较多，根据用途分为：焦炉用硅砖、热风炉用硅砖、电炉用硅砖、玻璃窑用硅砖等。根据砖型的复杂程度分为：标型砖、普型砖、异型砖及特型砖等。
在使用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，体积变化较大，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)尽可能不与碱性炉渣接触。
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；在性能方面，以提高制品的密度和耐压强度，降低气孔率为方向。
在硅砖的生产工艺上，适宜采用多种配料和多级配料，以缓和制品烧成时因体积膨胀而带来的危害，保证泥料的合理堆积密度，进一步提高砖坯的体积密度。
为使硅砖具有较高的耐压强度，除特殊形状和生产块数少的砖外，应尽可能采用机械成型法。