隔熱耐火材料是指氣孔率高、體積密度低、熱導(dǎo)率低的耐火材料，又稱輕質(zhì)耐火材料。包括隔熱耐火制品、耐火纖維和耐火纖維制品。按使用溫度分為：低溫隔熱耐火材料，使用溫度低于900℃，如硅藻土隔熱磚，膨脹硅石制品，硅鈣板，膨脹珍珠巖制品等;中溫隔熱耐火材料，使用溫度900~1200℃，如粘土質(zhì)隔熱耐火磚，硅酸鋁質(zhì)耐火纖維等;高溫隔熱耐火材料，使用溫度大于1200℃，如高鋁質(zhì)隔熱耐火磚，氧化鋁隔熱耐火磚，硅質(zhì)隔熱耐火磚，氧化鋁空心球磚，氧化鋯空心球磚，高鋁耐火纖維，多晶質(zhì)耐火纖維(多晶氧化鋁纖維，多晶氧化鋯纖維，多晶莫來石質(zhì)纖維)等。

生產(chǎn)隔熱耐火制品主要采用能形成多孔結(jié)構(gòu)的工藝方法，如輕質(zhì)原料法、燒盡加入物法、泡沫法、化學(xué)法等。非晶質(zhì)耐火纖維，如硅酸鋁質(zhì)耐火纖維，高鋁耐火纖維等，通常用熔融法生產(chǎn)。多晶質(zhì)耐火纖維，如莫來石纖維、氧化鋁纖維等，用膠體法生產(chǎn)。

隔熱耐火材料的主要特性是氣孔率髙，一般在45%以上;體積密度低，一般不超過1.5g/cm3;熱導(dǎo)率低，多數(shù)小于1.0W/(m·K)。主要用作工業(yè)爐窯的隔熱保溫，它既能減少爐窯的散熱損失，又能降低爐窯的蓄熱量，獲得最佳的節(jié)能效果，并可減輕熱工設(shè)備的重量。隔熱耐火材料與一般耐火磚相比，其抗渣侵蝕性、機械強度和耐磨性都較差。因此，不宜用于爐窯的承重結(jié)構(gòu)和直接接觸熔渣，爐料、熔融金屬等部位。

  隔熱耐火制品的分類方法

    隔熱耐火制品是指氣孔率不低于45%的耐火制品。隔熱耐火制品的主要特性是氣孔率高，體積密度小。熱導(dǎo)率低，熱容小，隔熱性能好。既保溫又耐熱，可作各種熱工設(shè)備的隔熱層，有的也可作為工作層，是構(gòu)筑各種窯爐的節(jié)能材料。以隔熱耐火制品替代一般致密耐火制品做筑爐材料，能夠減少蓄熱和散熱損失40%?50%，特別是對不連續(xù)性的熱工設(shè)備更有效。

隔熱耐火制品的種類很多，一般按使用溫度、體積密度和制品形狀分為三類。

(1)按體枳密度分類。體積密度在0.4~1.3g/cm3的為輕質(zhì)磚;低于0.4g/cm3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?120℃為中溫隔熱材料;超過1200℃的為髙溫隔熱材料。

(3)按制品形狀分類：一種是定形的輕質(zhì)耐火磚，包括黏土質(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。

隔熱耐火制品的生產(chǎn)方法與一般致密材料有所不同，方法很多，主要有燒燼加入物法、泡沫法、化學(xué)法和多孔材枓法等。

1)燒燼加入物法。也叫可燃物加入法。在制磚的泥料中加入容易燒燼的可燃物，如炭末、鋸木屑等，使制品在燒成后具有一定的氣孔。

2)泡沬法。在制磚的泥料中加人泡沫劑，如松香皂等，并以機械方法使之起泡，經(jīng)燒成后獲得多孔的制品。

3)化學(xué)法。利用能適當(dāng)產(chǎn)生氣體的化學(xué)反應(yīng)，在制磚工藝過程中獲得一種多孔的制品，通常用白云石或方鎂石加石膏，以硫酸作發(fā)泡劑。

4)多孔材料法。用天然的硅藻土或人造的黏土泡沫熟料、氧化鋁或氧化鋯空心球等多孔原料制取輕質(zhì)耐火磚。

采用熱導(dǎo)率低、熱容量小的隔熱耐火制品做爐體結(jié)構(gòu)材料，可節(jié)省燃料消耗;能提高設(shè)備生產(chǎn)效率;還能減輕爐體重量，簡化窯爐構(gòu)造，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低環(huán)境溫度，改善勞動條件。隔熱耐火制品多被用做窯爐的隔熱層、內(nèi)襯或保溫層

1.氧化鋁質(zhì)隔熱耐火磚

    氧化鋁質(zhì)隔熱耐火磚用電熔剛玉、燒結(jié)氧化鋁和工業(yè)氧化鋁為主要原料，制成的隔熱耐火制品，具有耐酸堿氣氛和抗還原能力強，抗熱震性好的特點。可在1700℃以下長期使用。其生產(chǎn)工藝采用泡沫法和燒燼加入物法兩種。泡沫法生產(chǎn)的產(chǎn)品，具有結(jié)構(gòu)均勻、熱導(dǎo)率低，保溫性能好等特點。

氧化鋁質(zhì)隔熱耐火磚體輕，耐壓強度大,導(dǎo)熱性低，重?zé)w積收縮率小，抗熱震性好,可用于高溫?zé)峁ぴO(shè)備的隔熱層或與火焰直接作用的爐窯及精密熱工設(shè)備的工作內(nèi)襯，但不宜用于直接接觸爐液及熔渣的侵蝕處。在還原氣氛下使用也有較高的穩(wěn)定性。使用溫度視制品純度高低，一般可達(dá)1650~1800℃。此類制品典型理化指標(biāo)見表3-105。

2.高鋁質(zhì)隔熱耐火磚

    高鋁質(zhì)隔熱耐火磚是以鋁礬土為主要原料制成的含量不小于48%的隔熱耐火制品。高鋁質(zhì)隔熱耐火磚，主要采用鋁礬土原料，結(jié)合黏土作原料，摻入結(jié)合劑和鋸木屑，為了提高產(chǎn)品性能，添加工業(yè)氧化鋁、剛玉、硅線石、藍(lán)晶石、硅石的細(xì)粉，可制得不同體積密度，最高使用溫度不同的制品，通常使用溫度1250~1350℃，有的可達(dá)1550℃。

高鋁質(zhì)隔熱磚多用泡沫法生產(chǎn)，制品的體積密度在0.4~1.0g/cm3之間，也可采用燒燼加入物法制造。高鋁質(zhì)隔熱耐火磚理化指標(biāo)見表3-106。

    高鋁質(zhì)隔熱耐火磚可用于砌筑隔熱層和無強烈髙溫熔融物料侵蝕及沖刷作用的部位。直接與火焰接觸時，一般的高鋁隔熱耐火磚的表面接觸溫度不得高于1350℃。莫來石質(zhì)隔熱耐火磚可直接接觸火焰，具有耐高溫，強度高，節(jié)能效果顯著等特點。適用于熱解爐、熱風(fēng)爐、陶瓷輥道窯、電瓷抽屜窯及各種電阻爐的內(nèi)襯。Al2O3含量為82.4%的剛玉-莫來石隔熱耐火磚，可以在1550℃下作爐襯使用。

3.粘土質(zhì)隔熱耐火磚

    黏土質(zhì)隔熱耐火磚以耐火黏土為主要原料制成的Al2O3含量30%-48%的隔熱耐火制品，采用耐火黏土、漂珠、耐火黏土熟料作原料，摻加結(jié)合劑和鋸木屑經(jīng)配合、混合、成型、干燥、燒成，可制得體積密度0.3~1.5g/cm3的產(chǎn)品，生產(chǎn)量占隔熱耐火磚一半以上。

黏土質(zhì)隔熱耐火磚常用的生產(chǎn)工藝是加漂珠的燒燼加入物法，也可用泡沫法工藝。黏土質(zhì)隔熱耐火磚物理指標(biāo)見表3-107。

    黏土質(zhì)隔熱耐火磚應(yīng)用范圍廣泛，多用在熱工設(shè)備和工業(yè)窯爐的隔熱層，可用于無強烈高溫熔融物料侵蝕及沖刷作用的部位，有的與火焰直接接觸的表面涂上一層耐火涂層，減輕被爐渣和爐氣煙塵沖刷，減少損毀，制品的工作溫度不超過重?zé)€變化的試驗溫度。黏土質(zhì)隔熱磚屬于多氣孔類的一種輕質(zhì)保溫材料。這種材料氣孔率在30%?50%，其保溫性差，但機械強度和抗蝕性能較好。

4.硅質(zhì)隔熱耐火磚

    硅質(zhì)隔熱耐火磚是以硅石為主要原料制成的，SiO2含量小于91%的隔熱耐火制品。硅質(zhì)耐火磚除具有隔熱保溫性能外，在很大程度上保持硅磚的特性，荷重軟化開始溫度高，在加熱過程中，體積略有膨脹，使窯爐的整體性增強。

中國冶金工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YB386-1994規(guī)定的工業(yè)爐用硅質(zhì)隔熱耐火磚GGR-1.20牌號產(chǎn)品性能，體積密度不大于1.2g/cm3常溫耐壓強度不小于5MPa,0.1MPa下荷重軟化開始溫度不小于1520℃，SiO2含量不小于91%。

該產(chǎn)品適用于砌筑工作溫度不超過1550℃，不與高溫熔融物料直接接觸和不直接受到侵蝕性氣體怍用的工業(yè)窯爐爐襯或用于隔熱層。

硅質(zhì)隔熱耐火磚由于硅石粉塵對人體危害大，工藝過程比黏土質(zhì)和高鋁質(zhì)隔熱耐火磚復(fù)雜，在隔熱耐火材料總產(chǎn)量中所占比重很小。

5.硅藻土隔熱耐火磚

    硅藻土隔熱磚是以硅藻土為主要原料制成的隔熱耐火制品。硅藻土隔熱磚具有細(xì)微的封閉氣孔，氣孔率高，保溫性能好，但機械強度低，尤其是受潮后，強度明顯下降，其主要化學(xué)成分是SiO2,其次是Al2O3，還有鐵、鉀、鈉、鈣、鎂的氧化物等雜質(zhì)。

    硅藻土隔熱磚物理指標(biāo)見表3-108。硅藻土隔熱磚制品耐熱性能差，耐火度僅1280℃左右，所以使用溫度不高。只能用在900℃以下的隔熱層。

6.膨脹珍珠巖制品

    膨脹珍珠巖制品是以珍珠巖為主要成分,制成的隔熱耐火制品。以膨脹珍珠巖為骨料,配以適量的膠結(jié)劑，如水泥、水玻璃、磷酸鹽等，經(jīng)攪拌、混合、成型、干燥、焙燒或養(yǎng)護而成的隔熱制品。膨脹珍珠巖密度較小，一般僅為40?120g/cm3;耐火度也不高，一般為1280?1360℃.不同結(jié)合劑的制品的最高使用溫度不同，通常在1000℃以下。

    膨脹珍珠巖制品，在國家標(biāo)準(zhǔn)中.按其制品的體積密度分為200、250、300和350kg/m34類，其物理性能見表3-109。按所用膠結(jié)劑的種類分為：水泥結(jié)合膨脹珍珠巖制品、水玻璃結(jié)合膨脹珍珠巖制品、磷酸鹽結(jié)合膨脹珍珠巖制品和瀝青結(jié)合膨脹珍珠巖制品等，其物理性能見表3-110。

7.膨脹蛭石制品

    膨脹蛭石制品是以膨脹蛭石為主要原料的隔熱耐火制品。膨脹蛭石制品的生產(chǎn)，是以一定粒級的膨脹蛭石為骨料，加入摻合料及結(jié)合劑，按一定比例加水混合，經(jīng)成型、干燥、焙燒或養(yǎng)護而成隔熱制品。不同體積密度、摻合料和結(jié)合劑的制品，其最髙使用溫度不同，通常使用在1000℃以下的隔熱層。膨脹蛭石制品的種類很多，通常是按所用結(jié)合劑的種類和所用骨料的種類來劃分。按結(jié)合劑可分為有機結(jié)合劑制品、無機結(jié)合劑制品和有機、無機復(fù)合結(jié)合劑制品。按所用骨料種類可分為單一骨料制品、多種骨料和摻合料制品。膨脹蛭石制品主要性能指標(biāo)見表3-111。

    膨脹蛭石充填應(yīng)用時熱導(dǎo)率較低，強度太低，而且不能防水，因此其應(yīng)用受到很大限制。當(dāng)使用高強膠結(jié)材料將膨脹蛭石粘結(jié)成成品時，就具有比膨脹蛭石強度更大的強度，而能承受更大的載荷;當(dāng)使用防水膠結(jié)材料將膨脹蛭石粘結(jié)在-起時，所得的制品就具有防水性能而可用于有水的場合，粘結(jié)劑的熱導(dǎo)率通常比膨脹蛭石的熱導(dǎo)率髙，故粘結(jié)劑的加入雖使膨脹蠔石有了新的用途，但也降低了膨脹蛭石的隔熱效果。

8.硅鈣板

硅鈣板是以硅藻土和石灰為主要原料，加入增強纖維制成的隔熱耐火制品又稱為硅酸鈣板、微孔硅酸鈣板。硅鈣板按其成分分為兩類：一類為普通硅鈣板，化學(xué)成分中CaO/SiO2為0.8左右，礦物成分為托貝莫來石(tobermorite,5CaO·6SiO2·5H2O);一類為硬硅酸鈣，化學(xué)成分中CaO/SiO2為1.0左右，礦物成分為硬硅酸鈣。

硅酸鈣具有容量小、強度離、熱導(dǎo)率低、施工方便、損耗率低等優(yōu)良性能。硅鈣板的密度，國際上多數(shù)規(guī)定為不大于220kg/m3,也有的進一步分為不大于220kg/m3、不大于170kg/m3、不大于130kg/m33種;中國則分類為不大于不大于240kg/cm3、不大于220kg/cm3、不大于170kg/cm33種。其耐壓強度在0.4MPa以上，抗折強度在0.2MPa以上;熱導(dǎo)率(70℃±5℃)為0.049?0.064W/(m·K)最高使用溫度，托貝莫來石為650℃,硅酸鈣型為1000℃。

硅鈣板可鋸可釘，可制成板、塊或套管等形狀，用作電力、化工、冶金，船舶等熱力管道和工業(yè)窯爐的保溫材料;建筑物、儀器設(shè)備的防火隔熱，也可以用于高溫干燥窯、隧道窯窯車臺面的隔熱層;硅鈣板的兩面可粘貼塑料飾面板、膠合板、石棉水泥板等做成各種復(fù)合板，兼?zhèn)溲b飾、防火等作用，還可以作為隔熱材料。國際上隔熱工程材料大多數(shù)采用硅鈣板，有些國家在工業(yè)上保溫使用硅鈣板的已占70%~80%。

9.漂珠磚

    漂珠磚以漂珠為主要原料制成的隔熱耐火制品。我國于20世紀(jì)70年代初開始用漂珠生產(chǎn)黏土質(zhì)隔熱耐火磚。由于工藝簡單、資源豐富，產(chǎn)品質(zhì)量好。80年代以來，多采用多孔熟料法或加漂珠的燒盡加入物生產(chǎn)漂珠磚。

漂珠是熱電廠粉煤灰中浮選出來的硅酸鋁質(zhì)玻璃空心球體，它具有體輕、壁薄、中空、表面光滑、熱導(dǎo)率低，保溫性能好，耐火度高，耐壓強度大等性能。利用漂珠的這些特性，可制造保溫性能優(yōu)異的隔熱耐火材料，不同體積密度的制品的性能舉例見表3-112。生產(chǎn)漂珠磚可采用半干法成型，這種成型方法工藝簡單，不需要成品整形工序。

    漂珠磚在機械強度、耐高溫性能、熱導(dǎo)率、使用性能等方面優(yōu)于現(xiàn)有的中擋隔熱材料，而可以與硅酸鹽纖維媲美。這種材料廣泛用于使用溫度在1200℃下的各種髙溫工業(yè)窯爐，達(dá)到提髙熱效率、降低能耗的目的。漂珠磚用在冶金、機械、化工、石油、建材、輕工、電力等部門的工業(yè)窯爐和髙溫設(shè)備上，一般可節(jié)能15%~40%,是一種較好的新型輕質(zhì)隔熱材料.

10.空心球磚

   A、氧化鋁空心球磚

氧化鋁空心球磚是以氧化鋁空心球為主要原料的隔熱耐火制品。氧化鋁空心球磚的典型技術(shù)指標(biāo)為：Al2O3含量不小于98%,SiO2含量不大于0.5%，F(xiàn)e2O3含量不大于0.2%,體積密度1.3~1.4g/cm3，顯氣孔率60%?80%，耐壓強度不小于9.8MPa，荷重(0.2MPa)軟化溫度不小于1700℃,熱導(dǎo)率0.7~0.8W/(m·K)。

氧化鋁空心球磚與普通隔熱耐火制品相比較，其特點是制品內(nèi)含有大量的閉口氣孔，因此，它具有高強度及穩(wěn)定氣孔結(jié)構(gòu)、低密度及低熱傳導(dǎo)率，主要用作1800℃以下高溫工業(yè)窯爐內(nèi)襯，例如耐火材料、電子、陶瓷工業(yè)的高溫窯爐內(nèi)襯磚;髙溫?zé)峁ぴO(shè)備的保溫隔熱層，例如石油化工工業(yè)氣化爐、造氣爐、煤炭工業(yè)反應(yīng)爐、冶金工業(yè)感應(yīng)電爐的隔熱磚。

B、氧化鋯空心球磚

氧化鋯空心球磚是以氧化鋯空心球為主要原料制成的隔熱耐火制品，這種磚的主晶相為立方氧化鋯(約占礦物組成的70%~80%)，其典型性能為：耐火度大于2400℃,顯氣孔率55%~60%，體積密度2.5?3.0g/cm3，耐壓強度不小于4.9MPa,熱導(dǎo)率0.23~0.35W/(m·K)。

氧化鋯空心球是性能優(yōu)良的隔熱耐火制品，最高安全使用溫度為2200℃，氧化鋯空心球磚具有較髙的高溫強度及穩(wěn)定的氣孔結(jié)構(gòu)，從而能在2200℃髙溫下安全使用。氧化鋯空心球磚密度低和熱傳導(dǎo)率低，既能減少熱量損失，又能降低蓄熱量。因此在冶金、石油、化工、電子等熱工設(shè)備中作為直接接觸火焰的高溫內(nèi)襯材料能降低能耗和減輕高溫爐自重，使用效果良好。