粘土耐火砖的化学成分是影响其质量的重要因素之一。Al2O3是耐火粘土的有益组分,主要赋存于氢氧化铝矿物(一水硬铝石、勃姆石、三水铝石),其次赋存于铝硅酸盐矿物(高岭石、伊利石、蒙脱石等)中。一般来说,软质和半软质粘土含Al2O3为30%~45%,硬质粘土为35%~50%,高铝粘土为55%~70%。 粘土耐火砖SiO2主要赋存于粘土矿物中,亦有微量的原生石英残屑存在。SiO2含量变化较大,高铝粘土中一般为3%~35%,硬质粘土中为43%~66%。 粘土耐火砖Fe2O3主要赋存于赤铁矿、磁铁矿、针铁矿、菱铁矿中,是耐火粘土的主要有害成分。Fe2O3含量无明显规律,高铝粘土中含量在0.5%~2.2%,硬质粘土中含量在0.5%~2.5%,软质粘土中一般为1.0%~2.5%。 粘土耐火砖K2O和Na2O也是耐火粘土的有害杂质,主要赋存于伊利石和云母类等矿物中,含量变化较大。 CaO和MgO等虽为有害杂质,但含量一般甚微。 耐火粘土分类 粘土耐火砖按可塑性、矿石特征和工业用途分为软质粘土、半软质粘土、硬质粘土和高铝粘土四种。软质粘土一般呈土状,在水中易分散,与液体拌合后能形成可塑性泥团;半软质粘土的浸散性较差,其浸散部分与液体拌合后亦可形成可塑性泥团。这二种粘土在制作耐火制品时常用作结合剂。硬质粘土常呈块状或板片状,一般在水中不浸散,耐火度较高,为耐火制品的主要原料。高铝粘土Al2O3的含量较高,硬度和比重较大,耐火度高,常用以制造高级粘土制品。 粘土耐火砖应用 粘土耐火砖主要用于冶金工业,作为生产定型耐火材料(各种规格的砖材)和不定型耐火材料的原料,用量约占全部耐火材料的70%。耐火粘土中的硬质粘土用于制作高炉耐火材料,炼铁炉、热风炉、盛钢桶的衬砖、塞头砖。高铝粘土用于制作电炉、高炉用的铝砖、高铝衬砖及高铝耐火泥。硬质粘土和高铝粘土常在高温(1400~1800℃)煅烧成熟料使用。