硅砖的生产工艺要点

硅砖生产的工艺流程大体上与粘土砖的工艺流程相似。不同点在于前者增加了石灰和矿化剂的制备系统。
       一、颗粒组成的选择
      硅质坯体加热时的松散和烧结能力取决于颗粒组成中粗细两种粒度的性质和数量。
       采用细颗粒组成的砖坯时，在烧成时有利于减少膨胀，减少砖体的裂纹和体积变化，提高成品率，还可提高制品中鳞石英的含量，但泥料颗粒过细，也将导致硅砖气孔率的提高。
         一般硅砖的临界粒度以2～3mm为宜。

      二、成型：
        硅砖成型的特点表现在硅砖坯料成型特性和硅砖砖型形状复杂与质量差别大等方面。硅质坯料是质硬、结合性和可塑性低的瘠性料，因此它受压而致密的能力低。硅质坯料的成型性能受其颗粒组成、水分和加入物的影响。调整这些因素可以改善坯料的成型性能。对任何组成的坯料，增加成型压力都会提高硅砖密度。为了保证制得致密砖坯，成型压力应不低于100～150MPa。

       三、烧成   
    硅砖在烧成过程中发生相变，并有较大的体积变化，加上砖坯在烧成温度下形成的熔液量较少(约10％左右)，使其烧成较其它耐火材料困难得多。硅砖的烧成制度与砖坯在烧成过程中所发生的一系列物理化学变化，加入物的数量和性质，坯体的形状大小以及烧成窑的特性等因素有关。

1、硅砖在烧成过程中的物理化学变化在150℃以下从砖坯中排出残余水分在450℃时，Ca(OH)2开始分解；450～500℃时Ca(OH)2脱水完毕，硅石颗粒与石灰的结合破坏，坯体强度大为降低。在550～650℃范围内，—石英转变为α—石英，由于转变过程中伴有0.82％的体积膨胀，故石英晶体将出现密度不等的显微裂纹。 

在600～700℃间，CaO与SiO2的固相反应开始，砖坯强度有所增加，反应式为：
        2CaO+Si02→一2CaO·SiO2  
      2CaO·Si02+Si02→2(CaO·Si02)
至1000～1100℃有固熔体状α-CaO·Si02与FeO·SiO2生成。
 α-CaO·SiO2+FeO·SiO2→[GaO·SiO2—FeO·SiO2]
从l100℃开始，石英的转变速度大大增加，砖坯的密度也显著下降，此时砖坯体积由于石英转变为低密度变体而大为增加。虽然此时液相量也在不断增加，但在1100～1200℃范围内仍易产生裂纹。   
   在1300～1350℃时，由于鳞石英和方石英数量增加，砖坯的密度降低得很多。此时液相粘度仍较大，对内应力的抵抗性还弱，生成裂纹的可能性存在。当加热到1350～1430℃时，石英的转变程度和由此产生的砖体膨胀大大增强，在这一温度范围内，加热得愈缓慢，石英溶于液相再结晶生成的鳞石英量愈多，方石英生成量愈少，砖体生成裂纹的可能性也愈小。如果加热过快，特别是在氧化气氛下迅速加热，石英转变为方石英，使砖坯松散并出现裂纹。

2、烧成制度
  在600℃以下，可用较快而均匀地升温速度烧成。  在700℃以上至1100～1200℃温度范围内，因砖坯体积变化不大，强度逐渐提高，不会产生过大应力，只要保证砖坯加热均匀，可尽快升温。
  1100～1200℃至烧成终了温度的高温阶段，硅砖的密度显著降低，晶体转变及体积变化集中地发生在这一阶段。它是决定砖坯出现裂纹与否的关键阶段。这个阶段升温速度应逐渐降低，并能缓慢均匀升温。  
为了在高温阶段使温度缓慢均匀上升，在生产中通常采用弱还原火焰烧成。同时还可以使窑内温度分布均匀，减少窑内上下温差，避免高温火焰冲击砖坯，达到“软火” (均匀缓和火烧成)烧成要求。
     硅砖高烧成温度不应超过1430℃。
     硅砖烧成至高烧成温度后，通常根据制品的形状大小，窑的特性，硅石转变难易，制品要求的密度等因素，给以足够的保温时间。硅砖烧成后的冷却，高温下(600～800℃以上)可以快冷，低温时因有方石英和鳞石英的快速晶型转变，产生体积收缩，故应缓慢冷却。
    在制定烧成曲线时，除应符合上述要求外，还应考虑:
   1)原料的加热性质；
   2)加入物的数量和性质；
   3)砖块的形状大小。其他如烧成窑的结构、大小、装窑方法、窑内温度分布等均有影响。

烧成升温速度一般可划分为如下几个阶段；

  温度范围，℃         升温速度℃／h
    20～600             20
    600～1100           25
    1130～1300          10
    1300～1350          5
    1350～1430          2

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