耐火砖按 Al₂O₃含量分为三大类:
各类耐火砖温度参数
粘土砖(Al₂O₃: 30%-48%)。
耐火度:1580-1750℃。
荷重软化温度:约1350-1450℃。
使用温度:一般不超过1400℃。
特点:抗热震性好 (水冷循环可达10次以上),但耐火度和荷重软化温度较低,适用于中低温环境。
高铝砖
特点:
耐火度和荷重软化温度随 Al₂O₃含量增加而提高。
荷重软化温度决定实际使用上限,一般不超过该温度。
Al₂O₃>71.8%时,高温主晶相由莫来石转变为莫来石+刚玉,显著提升高温性能
刚玉砖 (Al₂O₃:≥90%)
耐火度:≥1850℃,高纯制品(≥99%)可达1900-2000℃。
荷重软化温度: ≥1700℃,高纯制品可达1800℃以上。
使用温度:1650-1800℃,高纯制品可长期在1700℃以上工作。
特点:几乎全部由刚玉晶体组成,高温稳定性优异,抗侵蚀能力极强,但价格昂贵
铝含量对耐火砖温度性能的影响机制
主晶相转变
粘土砖:以玻璃相和低莫来石为主高铝砖(48%-71.8%):以莫来石为主晶相。
高铝砖(>71.8%):莫来石+刚玉双晶相。
刚玉砖(>90%):几乎全为刚玉晶体。液相生成特性
铝含量↑→低熔点杂质(如 Fe₂O₃、碱金属氧化物)占比↓→液相生成温度↑→耐火度和荷重软化温度↑高温强度
刚玉晶体高温稳定性>莫来石>玻璃相,因此铝含量越高,高温强度保持越好。不同铝含量耐火砖应用场景对比
| 砖型 | 典型应用场景 | 温度 | 选择理由 |
粘土砖 | 铁水包永久层、一般工业窑炉 | 工作温度:<1400℃ | 成本低、抗热震性好 |
三级高铝砖 | 高炉炉身下部、加热炉 | 工作温度:1400-1450℃ | 性价比高,荷重软化温度≥1420℃ |
一级高铝砖 | 热风炉、电炉炉顶 | 工作温度:1500-1550℃ | 荷重软化温度≥1520℃,耐高温 |
刚玉砖 | 玻璃窑、超高温电炉 | 工作温度:>1650℃ | 耐火度>1850℃,几乎无软化。 |
铝含量与温度性能关系:
粘土砖(30%-48%):耐火度1580-1750℃,使用温度≤1400℃,抗热震性好但高温强度低。
高铝砖(48%-90%):随Al₂O₃含量增加,耐火度从1750℃提升至1790℃+,荷重软化温度从1420℃提升至1530℃+,使用温度相应提高。
刚玉砖(≥90%):耐火度≥1850℃,荷重软化温度≥1700℃,可在1700℃以上长期工作,高温性能好。
根据实际工作温度和环境选择合适铝含量的耐火砖,不必盲目追求高铝含量,在满足温度要求的前提下,兼顾成本和性能 。注:实际使用温度还受炉内气氛、负荷、热震频率等因素影响,以上参数为标准条件下的参考值。