硅石的介紹 硅石是硅質(zhì)耐火材料的主要原料。硅石也稱石英巖，主要礦物是石英 SiO2，其它成分均為雜質(zhì)。由于生成條件不同，工藝要求各有側(cè)重，所以有多種分類方法。 1.按硅石的組織結(jié)構(gòu)分類 耐火材料工業(yè)用的硅石可以分為結(jié)晶硅石（再結(jié)晶石英巖）和膠結(jié)硅石（膠結(jié)石英巖）。 ⑴結(jié)晶硅石 是由硅質(zhì)砂巖（石英砂巖）經(jīng)變質(zhì)作用再結(jié)晶而成得變質(zhì)巖。硅質(zhì)砂巖中的硅質(zhì)膠結(jié)物在地質(zhì)條件作用下而在原石英顆粒表面再結(jié)晶，成為石英顆粒的增大部分。因此，其組織結(jié)構(gòu)特征是：由結(jié)晶的石英顆粒所組成，石英顆粒間沒有膠結(jié)物或極少（3%～8%）；由于變質(zhì)過程中的再結(jié)晶作用而使石英顆粒緊密地連接在一起，并且構(gòu)成了原硅質(zhì)砂巖所沒有的各種變晶結(jié)構(gòu)，如鋸齒結(jié)構(gòu)、花崗巖結(jié)構(gòu)和鑲嵌結(jié)構(gòu)等。 脈石英也屬于結(jié)晶硅石，它是火成巖，特征是石英顆粒較大（＞2mm），純度較高（SiO2＞99%），煅燒時轉(zhuǎn)化遲鈍，膨脹性大，直接用于制磚較為困難。 ⑵膠結(jié)硅石 石英顆粒被硅質(zhì)膠結(jié)物結(jié)合而成的沉積巖，膠結(jié)構(gòu)主要是隱晶質(zhì)的二次石英，膠結(jié)物含量通常約占30%～75%。膠結(jié)硅石中的石英顆粒結(jié)晶較小，雜質(zhì)含量多，加熱時易于轉(zhuǎn)變。 結(jié)晶硅石與膠結(jié)硅石的特征對比如表1-1所列。 表1-1結(jié)晶硅石與膠結(jié)硅石的特征 組織分類 結(jié)晶硅石 膠結(jié)硅石 巖石分類 石英巖 脈石英 石英砂巖 燧石巖 組織結(jié)構(gòu) 石英砂巖受動力變質(zhì)作用而成，由石英顆粒組成，石英晶粒0.15～0.25mm，雜質(zhì)物較少，質(zhì)純 分漿沉淀，火成巖，顯晶質(zhì)石英，晶粒粗大，一般＞2mm，質(zhì)地純凈 以蛋白石或玉髓等隱晶質(zhì)膠結(jié)物結(jié)合石英顆粒。顆粒大小不同，粗粒者1～0.5mm，細粒者0.1～0.25mm 以玉髓為基質(zhì)，其中含有脈石英晶粒 化學(xué)組成 SiO2＞98% SiO2 99% SiO2＞95% ，Al2O3 1%～3%，R2O 1%～2% SiO2＞95% 礦物組成 石英為主，有的含有粘土、云母、綠泥石、長石、金紅石、赤鐵石、褐鐵礦等 石英為主，有的夾有紅色或黃褐色水銹 石英＞90%，含少量長石、云母 石英、玉髓為主，有的含氧化鐵、石灰石、綠泥石 轉(zhuǎn)變特征 不易轉(zhuǎn)變 難于轉(zhuǎn)變 不易轉(zhuǎn)變 易轉(zhuǎn)變 制磚適應(yīng)性 制磚廢品率高 制造各種硅磚 制造一般硅磚 制造各種硅磚 2.按轉(zhuǎn)變速度分類 從硅磚的制造工藝觀點出發(fā)，依照硅石原料在1450°C時煅燒1小時的真比重大小，可將硅石非為極慢、慢速、中速和快速轉(zhuǎn)變四種類型（表1-2）。因鱗石英的真比重（2.242）較小，燒后真比重越小，則表明轉(zhuǎn)變成鱗石英的數(shù)量也多。 表1-2硅石的轉(zhuǎn)變速度分類 燒后真比重 ≥2.50 2.45～2.50 2.40～2.45 ＜2.40 硅石類型 極慢 慢速 中速 快速 3.按硅石的致密程度分類 可以分為極致密、致密、比較多孔和多孔四種（表1-3）。硅石原料應(yīng)具有較大的致密性，前兩種硅石是優(yōu)質(zhì)的耐火材料，第三種可以與前兩種配合使用，或單獨用于制造一般用途的硅磚。第四種不適合制磚。 表1-3硅石的致密程度分類 硅石類型 極致密 致密 比較多孔 多孔 吸水率/% ＜0.5 0.5～1.5 1.5～4.0 ＞4.0 顯氣孔率/% ＜1.2 1.2～4.0 4.0～10.0 ＞10.0 4.按劇烈膨脹溫度分類 硅石受熱時，由于石英的多晶轉(zhuǎn)變，其比重減小、體積膨脹，加熱至某一溫度時開始產(chǎn)生劇烈的膨脹。該溫度愈低，磚坯燒成時松散開裂的可能性愈大，因為溫度低時，坯體內(nèi)尚沒有產(chǎn)生液相來緩沖膨脹所產(chǎn)生的熱應(yīng)力，或者是雖產(chǎn)生液相但由于粘度太大而不能減弱所產(chǎn)生的熱應(yīng)力。按加熱時劇烈膨脹開始溫度的高低，可將硅石分為低熱穩(wěn)定性的、中穩(wěn)定性的和高穩(wěn)定性的三中（表1-4） 表1-4硅石的劇烈膨脹開始溫度 硅石種類 低熱穩(wěn)定 中熱穩(wěn)定 高熱穩(wěn)定 劇烈膨脹開始溫度/°C ＜1150 1150～1225 ＞1225 膨脹率/% ＜0.17 0.17～0.20 ＞0.20