轻质耐火材料最早以莫来石砖价格轻质粘土砖为主,由于耐温性能有限,只能用到温度比较低的窑炉内使用,上世纪九十年代后期莫来石砖、氧化铝熔融喷吹技术逐渐成熟从而开发了空心球砖,近几年来耐火材料发泡工艺的成熟又开发了发泡型轻质耐火材料,使耐火材料的热导率大大降低,形成了质量好的耐火隔热砖。本世纪初,耐火纤维技术发展较快,耐火纤维的压成板、毡等定型材料工艺逐步完善且耐火纤维的温度不断提高,形成了目前的耐火纤维隔热材料系列产品。化学性质稳定,强度较高,可以抵抗炉窑局部机械震动不开裂,热效工作时抗渗漏性能强,不易被金属熔融液浸润,不粘结,导热与膨胀系数小,保证热工设备的稳定性。
耐火材料是硅酸盐学科的一个分支,硅酸盐材料一般分为:水泥、玻璃、陶瓷和耐火材料。而耐火材料从使用的角度来分又可分为:冶金工业用耐火材料、水泥行业用耐火材料、玻璃行业用耐火材料和其他耐火材料。其中陶瓷用耐火材料归为其他耐火材料,建筑卫生陶瓷属于陶瓷的一个分支,因而建筑卫生陶瓷用耐火材料理所当然的归为其他用耐火材料一类了。理论上讲,耐火材料质量好的莫来石砖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、冶金窑炉,而玻璃行业和陶瓷行业用量不大,不定型耐火材料尤其是耐火骨料、耐火浇注料和耐火材料的胶凝剂等对部分质量好的隔热砖起到不可估量的作用。
高碱玻璃具有较低的黏度,硼硅酸盐玻璃的表面张力小,所以,它们的侵蚀作用就剧烈。提高熔制温度会降低熔融玻璃液的黏度和表面张力,从而也加速了侵蚀作用。含硼酸、磷酸、氟、铝、钡化合物的玻璃液,对隔热砖有剧烈的侵蚀作用,强烈的玻璃液对流和不稳定的液面会把保护层冲刷掉,加速蚀损。对质量好的莫来石砖耐火材料本身来说,蚀损程度主要与它的化学组成、矿物组成和结构状态有关。一般耐火材料的结构都是由一个或多个晶相、玻璃相和气相组成的。气孔,特别是开口气孔,是侵蚀剂渗入莫来石砖耐火材料内部的通道,并使侵蚀面增加。相对于晶相来说,玻璃相是薄弱环节,其化学稳定性差,要提高耐火材料的抗侵蚀,必须使其高温的稳定晶相增多,玻璃相含量减少,且软化温度和黏度要大,气孔率尽可能低。
连铸功能耐火材料以含碳为其特色,这是由北京莫来石砖耐火材料的应用要求决定的。鳞片石墨的主要功能可概括为两条:增强抗热震性,因其较高的热导率和较低的膨胀系数,提高了热扩散能力,缓解热应力集聚;另外是其不与耐火氧化物产生陶瓷结合,大量的质量好的莫来石砖对紧密的氧化物陶瓷基质及结合网络起到了阻断隔离作用,就像气孔一样,使热应力掉进了“黑洞”,因而能够阻止裂纹扩展,其比气孔绝热更可贵的一点是,不对熔渣润湿,不会吸收液渣“填坑”。要说明的是,不同于常见的金属及其氧化物等,石墨的热导率随温度的升高反而降低,在极高温度下趋于不导热状态,这对石墨作为连铸功能耐火材料的应用也大有裨益,在持续高温应用条件下可以使材料保持基本恒定的温度梯度。增强抗侵蚀性,因其对渣、熔剂及钢水的不润湿性,不仅自身不容易被侵蚀,还进而能够保护包裹缠绕的基质颗粒。另外,就是石墨特异的耐高温性能,与一般耐高温材料不同,石墨的强度是随温度的升高而增高,这也赋予基质颗粒乃至基体材料较高的抗侵蚀性。
抗钢液侵蚀性越高越好,尤其是棒头材料。这是因为棒头区域承受高湍流钢水的持续冲刷侵蚀,蚀损较快会导致控流不好或失控终浇。现多采用北京隔热耐火砖或锆碳复合料(适用于大多数碳素钢)及镁碳料。质量好的莫来石砖价格高温强度指标要求不高,因为塞棒壁相对较厚,有足够强度,故而几乎所有厂家均把生产过程中的废品、废料、车削料、集尘回收料经过破碎、分筛、烘烤(或烧成除碳)回加进塞棒本体料,可以引入50%(w)左右。由于塞棒使用中需要垂直固定,且进行高频往复冲动,对强度也有最低要求,一般而论,本体材料烧后常温抗折强度不得低于4MPa。
莫来石砖耐火材料的成分及其与玻璃反应生成物的成分与玻璃成分不同。这种不同成分可以是固相、气相或液相。结石和条纹、着色、气泡。耐火材料造成的污染,在大多数情况下都是轻质硅砖受侵蚀的结果。耐火材料受的侵蚀越严重,则造成的玻璃缺陷越多。耐火材料造成的结石有三种:一种是耐火材料原来的晶相,第二种是质量好的莫来石砖价格耐火材料与玻璃反应后生成的变质结晶,第三种是耐火材料被熔化后又重新析晶。由耐火材料产生的条纹通常是与结石共同存在的。有的结石是在条纹中析晶出来的,有的条纹是由于结石熔化造成的。另外一种不带有结石的条纹,这大部分是由于耐火材料中玻璃相造成的。由耐火材料产生的结石和条纹大部分是物理侵蚀和化学侵蚀共同作用的结果。由于耐火材料中含有Fe₂O₃、Cr₂O₃等物质,这都是强着色剂。因此耐火材料被侵蚀后,这些氧化物进入玻璃中会造成着色。