耐火材料是硅酸鹽學(xué)科的一個(gè)分支，硅酸鹽材料一般分為：水泥、玻璃、陶瓷和耐火材料。而耐火材料從使用的角度來分又可分為：冶金工業(yè)用耐火材料、水泥行業(yè)用耐火材料、玻璃行業(yè)用耐火材料和其他耐火材料。其中陶瓷用耐火材料歸為其他耐火材料，建筑衛(wèi)生陶瓷屬于陶瓷的一個(gè)分支，因而建筑衛(wèi)生陶瓷用耐火材料理所當(dāng)然的歸為其他用耐火材料一類了。理論上講，耐火材料又有定型耐火材料和不定型耐火材料之分，但一般不定型耐火材料多用于水泥、冶金窯爐，而玻璃行業(yè)和陶瓷行業(yè)用量不大，因而我們?cè)谟懻撎沾捎媚突鸩牧系臅r(shí)候習(xí)慣性不討論不定型耐火材料，但要強(qiáng)調(diào)的是，不定型耐火材料尤其是耐火骨料、耐火澆注料和耐火材料的膠凝劑等對(duì)部分陶瓷窯爐的施工起到不可估量的作用，不討論不是不重視而是為了更好的重視，有可能的話筆者會(huì)對(duì)陶瓷行業(yè)的不定型耐火材料和體系專門進(jìn)行討論。

       1、建筑衛(wèi)生陶瓷行業(yè)

       用耐火材料的組成體系

       建筑衛(wèi)生陶瓷行業(yè)包括建筑陶瓷、衛(wèi)生陶瓷、原輔材料(釉料、熔塊、色釉料等)，其所用的耐火材料千差萬別，有效的歸類這些耐火材料從而進(jìn)行討論很為必要。一般而言，不固定的區(qū)分窯爐而從耐火材料的材質(zhì)方面進(jìn)行討論比較好入手，本文亦是遵從這一原則來進(jìn)行建筑衛(wèi)生陶瓷用耐火材料的討論。

       建筑衛(wèi)生陶瓷用耐材有窯爐用耐材和窯車用耐材及其他耐材。

       窯爐用耐材包括窯爐的墻體和萱頂，一般分內(nèi)外三層，內(nèi)層為輕質(zhì)保溫棉、氈、板等，中層為重質(zhì)或輕質(zhì)保溫磚，外層以紅磚或低溫保溫磚為主。內(nèi)層的輕質(zhì)保溫層近幾年發(fā)展比較迅速，以低溫莫來石纖維為主，兼顧了高溫莫來石纖維、高鋁莫來石纖維、含鋯莫來石纖維等，溫度從1200℃~1600℃的各個(gè)體系。在纖維制成工藝上采用了拉絲、甩絲、噴吹等工藝。內(nèi)層也有用輕質(zhì)莫來石、高鋁等輕質(zhì)磚或者板，以輕質(zhì)氧化鋁、莫來石等空心球磚為主體。中層的重質(zhì)材料仍然采用低鋁高硅、高鋁低硅、莫來石與堇青石、焦寶石與莫來石等材料制成的重質(zhì)材料為主。外層的低溫耐火材料主要以鋁礬土、焦寶石、粘土等制作而成，相對(duì)鋁含量偏低，耐溫性能較差但價(jià)格較低。

       窯車用耐火材料有窯車面、窯車支架、承燒板、匣缽等，除過組成窯車的基本架構(gòu)面材料外，其余的材料統(tǒng)稱為窯具材料。窯車用耐火材料和窯爐的墻體材料基本相同。窯具材料根據(jù)不同的情況有莫來石、高鋁莫來石、堇青石、莫來石—堇青石、SiC、氧化物結(jié)合碳化硅、氮化硅結(jié)合碳化硅等。除過上述材料外，現(xiàn)代陶瓷窯爐不能忽略的是輥道窯的陶瓷棍棒，現(xiàn)在的陶瓷棍棒有氧化鋁質(zhì)、石英質(zhì)、氮化硅質(zhì)、滲硅碳化硅質(zhì)、再結(jié)晶碳化硅質(zhì)、氮化硅結(jié)合碳化硅質(zhì)等。建筑衛(wèi)生陶瓷輥道窯所用的棍棒以高鋁質(zhì)為主。

       2、各種耐火材料的發(fā)展過程和現(xiàn)狀分析

       2.1、輕質(zhì)耐火材料

       輕質(zhì)耐火材料是指氣孔率高、體積密度小、熱導(dǎo)率低的耐火材料。在工業(yè)窯爐和其他熱工設(shè)備上用作隔熱材料。與一般耐火磚比較，抗渣蝕性、力學(xué)強(qiáng)度、耐磨損性較差，高溫下體積收縮較大等。有多種分類方法：

       ①按體積密度分類。體積密度在0.3~1.3克/厘米3的為輕質(zhì)磚;低于0.3克/厘米3的為超輕質(zhì)磚。

       ②按使用溫度分類。使用溫度600~900℃為低溫隔熱材料;900~1200℃為中溫隔熱材料;超過1200℃的為高溫隔熱材料。

       ③按制品形狀分類。一種是定形的輕質(zhì)耐火磚，包括粘土質(zhì)、高鋁質(zhì)、硅質(zhì)以及某些純氧化物輕質(zhì)磚等;另一種是不定形輕質(zhì)耐火材料，如輕質(zhì)耐火混凝土等。

       輕質(zhì)耐火材料在現(xiàn)代陶瓷窯爐中應(yīng)用最為廣泛，主要因?yàn)槠滟|(zhì)輕、施工方便等特點(diǎn)，操作起來比較容易。建筑衛(wèi)生陶瓷隧道窯、輥道窯、和其它陶瓷行業(yè)常用的推板窯等一些長形窯爐，由于有預(yù)熱帶、燒成帶、保溫帶、冷卻帶等，根據(jù)不同段的不同溫度合理使用輕質(zhì)耐火材料對(duì)窯爐的節(jié)能尤其重要。

       輕質(zhì)耐火材料近幾年發(fā)展迅速，尤其以輕質(zhì)莫來石磚、高鋁莫來石磚、莫來石纖維和高鋁莫來石纖維等發(fā)展較快，為建筑衛(wèi)生陶瓷的窯爐節(jié)能提供了必要的材料保障。

       輕質(zhì)耐火材料最早以輕質(zhì)粘土磚為主，由于耐溫性能有限，只能用到溫度比較低的窯爐內(nèi)使用，上世紀(jì)九十年代后期莫來石、氧化鋁熔融噴吹技術(shù)逐漸成熟從而開發(fā)了空心球磚，近幾年來耐火材料發(fā)泡工藝的成熟又開發(fā)了發(fā)泡型輕質(zhì)耐火材料，使耐火材料的熱導(dǎo)率大大降低，形成了隔熱性輕質(zhì)耐火材料。本世紀(jì)初，耐火纖維技術(shù)發(fā)展較快，耐火纖維的壓成板、氈等定型材料工藝逐步完善且耐火纖維的溫度不斷提高，形成了目前的耐火纖維隔熱材料系列產(chǎn)品。

       2.2、重質(zhì)耐火材料

       重質(zhì)耐火保溫磚基本有以下幾個(gè)品種：

       1.酸性磚：硅磚(SiO2)，耐火粘土磚(SiO2+Al2O3)

       2.中性磚：高鋁磚，鉻磚(Cr2O3+Al2O3，MgO，F(xiàn)eO)

       3.堿性磚：鎂磚，鉻鎂磚，白云石磚
       
       4.特種磚：尖晶石磚，鋯英石磚，氧化鋯磚，碳磚，碳化硅磚，其他磚。

       陶瓷窯爐最早用耐火材料以重質(zhì)磚為主，隨著輕質(zhì)隔熱耐火材料的不斷完善，重質(zhì)磚基本上在建筑衛(wèi)生陶瓷的隧道窯、軌道窯等除非有特殊需求外不再使用。而在耐腐蝕的窯爐如熔塊窯、做色料的梭式窯、回轉(zhuǎn)窯等領(lǐng)域仍然使用重質(zhì)耐火材料。目的是為了不至于掉渣、抗腐蝕強(qiáng)度好。特別是熔塊窯，物料直接和耐火材料接觸，更應(yīng)該謹(jǐn)慎選擇重質(zhì)耐火材料，尤其是材質(zhì)、密度和導(dǎo)熱系數(shù)等。這類窯爐的特點(diǎn)恰恰和隧道窯、軌道窯相反，一般重質(zhì)耐火材料在內(nèi)層而重質(zhì)耐火材料和保溫材料在中外層。

       重質(zhì)耐火材料的發(fā)展是隨著我國的冶金工業(yè)發(fā)展而發(fā)展的，第一次大力發(fā)展起始于上世紀(jì)五十年代，得益于前蘇聯(lián)對(duì)我國鋼鐵工業(yè)的扶持。第二次大力發(fā)展在上世紀(jì)九十年代，隨著改革開放和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的繁榮，我國的鋼鐵企業(yè)迅速發(fā)展和其他冶金的進(jìn)步重質(zhì)耐火材料也得到了高速發(fā)展。陶瓷窯爐用重質(zhì)耐火材料與玻璃工業(yè)類似，主要以酸性磚、中性磚和部分特種磚為主，選磚的依據(jù)主要根據(jù)窯爐的燒成溫度、氣氛和熔融材料的腐蝕性、酸堿性等決定。