粘土制品性質(zhì)在較大范圍內(nèi)波動(dòng),這是因?yàn)橹破返幕瘜W(xué)組成及生產(chǎn)工藝的差別所致。粘土制品一般具有以下性質(zhì):
(1)化學(xué)、礦物組成。Al2O3含量為30%~ 48% ,SiO2含量為50%~ 65%及少量堿金屬、堿土金屬氧化物TiO2、Fe2O3等。礦物組成一般為:莫來(lái)石、方石英和石英、玻璃相。
(2) 耐火度一般為1580~1750C,隨Al2O3/SiO2增大而提高,當(dāng)?shù)腿畚镫s質(zhì)含量較多時(shí),制品的耐火度顯著降低。
(3)荷重軟化溫度約為1250~ 1450C,其變化范圍較寬。開始變形溫度較低,與40%變形溫度相差約200~ 250C。
(4)線膨脹系數(shù)較低,其熱導(dǎo)率亦較低。
(5)抗熱震性良好,波動(dòng)范圍較大。1100C水冷循環(huán)一般大于10次。這與粘土質(zhì)制品的線膨脹系數(shù)較低、晶型轉(zhuǎn)化效應(yīng)不顯著以及高溫下的塑性有關(guān)。
(6)抗化學(xué)侵蝕性:因其屬弱酸性,具有較強(qiáng)的抗酸性渣侵蝕能力,對(duì)堿性物質(zhì)侵蝕的抵抗能力較弱。
耐火粘土磚是偏酸性的耐火材料,隨著磚中Al2O3含量的增加其酸性逐漸減弱。它的熱導(dǎo)率是所有耐火材料中低的。其耐火度雖然高達(dá)1700°C,但荷重軟化溫度只有1300°C左右,這是粘土磚的大缺點(diǎn),因此在高溫使用時(shí)不能承重、不能受壓。當(dāng)其受到大量R2O侵蝕時(shí),其軟化溫度還要進(jìn)一步下降到1050°C左右,所以只能用在池壁的下部或池底溫度較低處。
粘土磚的熱膨脹率是常用耐火材料中小的。同時(shí)由于粘土磚結(jié)晶細(xì)小、氣孔小而分布均勻,使應(yīng)力較容易得到緩沖,因此在很大范圍內(nèi)抗熱沖擊性強(qiáng)。蓄熱室下部溫度較低處格子磚、煙道及日用玻璃池爐上供料機(jī)附近的耐火材料配件如沖頭、料碗等要求抗熱沖擊性好的地方,可以充分發(fā)揮作用。
粘土磚制造方法較多,可以手工成型、搗打成型、擠壓機(jī)成型、泥漿澆注成型和三力機(jī)高壓成型等。不同的成型方法,制品的性質(zhì)有很大差別。即使是化學(xué)成分、原料種類完全相同,也會(huì)由于其成型方法不同造成磚的性質(zhì)不同。根據(jù)不同的使用部位采用不同的成型方法。蓄熱室格子磚,用磚尺寸小,用高壓壓力機(jī)成型制品為好;對(duì)于大型的池壁磚、料槽磚等使用真空排氣的泥漿鑄造法好;而對(duì)尺寸要求的制品用搗打法成型較好。
粘土磚的燒制過(guò)程主要是由于高嶺石不斷失水分解而產(chǎn)生莫來(lái)石(3Al2O3-SiO2)結(jié)晶的過(guò)程。在燒制過(guò)程中,粘土磚中的SiO2和Al2O3與雜質(zhì)形成一個(gè)低熔點(diǎn)的硅酸鹽,被莫來(lái)石結(jié)晶包圍。
粘土磚是一種能抵抗酸性熔渣和酸性氣體侵蝕的弱酸性耐火產(chǎn)品,對(duì)堿性物質(zhì)的抵抗力稍差。粘土磚具有良好的熱性、耐急性和冷熱性。
耐火粘土在研磨工業(yè)、化工工業(yè)和陶瓷工業(yè)等方面也有重要的用途,高鋁粘土經(jīng)過(guò)在電弧爐中熔融,制造研磨材料,其中電熔剛玉磨料是目前應(yīng)用廣泛的一種磨料,占全部磨料產(chǎn)品的2/3,高鋁粘土可以用來(lái)生產(chǎn)各種鋁化合物,如硫酸鋁、氫氧化鋁、氯化鋁、硫酸鉀鋁等化工產(chǎn)品,在陶瓷工業(yè)中,硬質(zhì)粘土和半硬質(zhì)粘土可以作為制造日用陶瓷、建筑瓷和工業(yè)瓷的原材料。