熔融石英耐火材料产品概述

第一节 产品定义、性能及应用特点

1、定义

熔融石英是氧化硅（石英，硅石）的非晶态（玻璃态）。熔融石英耐火材料是以石英玻璃或熔融氧化硅为原料的熔融硅质耐火材料。采用耐火材料浇注生产工艺制备而成。

石英玻璃易于在较高温度下烧成或使用时就会发生结晶化，它的粘度很大，且其挥发性随着温度的而增加，这就给通常生产玻璃制品的工艺来生产大型的、复杂形状的制品造成了困难，石英耐火材料不仅保留了其所用原料石英玻璃的许多优良性质，而且还具备石英玻璃所缺性质。如在高温下使用时，石英玻璃制品会因为结晶化生产的失透而破坏报废，而熔陶瓷的析晶首先在制品表面开始，这是因为由于成型时表面带人杂质较内部多，表面热面，由于其低的导热性，造成内部温度低于表面的原因。有资料报道，对熔融石英耐火材料高温处理证明，首先在制品表面产生方石英，只有在长时间保温下，内层才逐渐方石但由于开始烧成的方石英结晶牢固地附着在没有转化的玻璃相上，即使在振动条件下维持原来的形状，继续使用。

2、特性

1）耐火度高，耐热震性好。

熔融石英耐火材料与石英玻璃几乎相同线胀系数为0.54×10-6，因其线胀系数小，故具有较好的体积稳定性，能在1300℃与室温牢气之间冷热交换30次其强度不衰减，因此受到急剧的热变化时也是非常稳定的，如不经预热可以侵入到1500～1600℃的钢水中，在1100℃以F的温度町眦反复受热，砌筑时可以不留膨胀缝，而且不会变形。

2）导热率低

熔融石英耐火材料的导热性极低，在1100℃以下几乎不变，适用于作保温材料使用。此外制晶是白色，对热射线具有一定反射效果。

3）化学稳定性能

耐酸性好，除氢氟酸及300℃以上的浓磷酸对其侵蚀外，几乎不被其他的酸侵蚀。特别是存硫酸及硝酸中，即使在高温下也耐使用。

4）高温耐冲刷性

熔融石英耐火材料高温时液相的粘度很大，在2000℃时为106泊，因此高温时耐侵蚀冲刷性能很好。

5）强度独特

熔融石英耐火材料的强度非同一般材料此材料在高温下1100℃以上强度反而明显提高。

3、性能及应用

围外近年来已相继开发了高品质的锡槽过渡辊台及遐火窑州熔融石英瓷辊道以及闸板砖、盖板砖、平拱砖、热电偶孔砖、前脸吊墒鼻医砖、锡槽砖等石英耐火材料系列制品，他们都具有质量好、性能稳定、使用寿命长等特点，已在国外许多浮法玻璃企业得到了普遍的推广和应用。浮法玻璃窑用石英耐火制品国内虽也有生产，但是由于一般采用质次价廉的低品位原料，加上生产技术落后、工艺陈旧、缺乏严格的质量保证措施等原因，致使产品质地疏实不均，气孔、微裂纹等内部缺陷较多，品质很不稳定，生产的闸板砖等使用寿命长短不一，使用后侵蚀面出现锯齿形剥落、使用过程中产生气泡等影响玻璃质量的现象时有发生，致使国内生产的这类产品一直停留在低档次的水平上，国内大部分企业对这类的高档次产品的需求不得不依赖进口。

第二节 发展历程

熔融石英耐火材料最早由美国开发成功并于1963年投入批量生产，它不仅具有石英玻璃的许多优良性质,如热膨胀系数小、热稳定性好、电绝缘性好、耐化学侵蚀性好,而且还具有一些石英玻璃制品所缺乏的性质。

由于熔融石英耐火材料具有上述优异的性能及广泛的用途，国内外均投入较大的力量对熔融石英耐火材料进行研究开发。目前，美国、法国、德国、日本等国家在熔融石英耐火材料的生产和应用方面居世界领先水平。主要用途是作为耐火材料及中等温度下的能抗拒温度剧变的结构材料使用。根据使用条件的不同，研制开发的石英耐火材料制品具有不同的性能特点，既有高致密度、高强度的系列制品，也有低密度、高气孔的隔热保温制品和泡沫石英制品。国外产品普遍具有较高的密度、强度和均匀性。

我国对熔融石英耐火材料的研究始于1972年10月，洛阳耐火材料研究所联合几家耐火材料厂采用传统的耐火材料生产工艺对这一新材质进行了实验室研究,首先对浸入式水口和长水口产品开发并获得成功，后来又开发了浮法玻璃窑用闸板砖等玻璃窑炉用熔融石英耐火材料。这种以传统工艺生产的熔融石英耐火材料主要存在体积密度低(1.75～1.90gcm3)、显气孔率高(13～22%)、结构疏松、致密性和均匀性差等问题，与国外同类产品相比存在较大的差距。

20世纪80年代末，山东工业陶瓷研究设计院（中材高新材料股份有限公司前身）以玻璃水平钢化炉用石英耐火材料辊为开发目标开始了精细熔融石英耐火材料的研制工作，独创了具有自主知识产权且达到世界先进水平的精细石英耐火材料制造技术和石英耐火材料辊产品，获得1997年度国家科技进步三等奖。目前我国的精细熔融石英耐火材料的研制开发已达到了国际先进水平，以玻璃水平钢化炉用石英耐火材料辊、太阳能多晶硅铸锭用石英耐火材料坩埚、金属带材热处理炉用石英耐火材料空心辊、导弹用石英耐火材料天线罩为代表的石英耐火材料产品，其性能和质量都达到了国外同类产品的先进水平。