詳細說明耐火材料有那些常用分類方法
步驟/方法
按普通與特種分類 分為普通和特種耐火材料兩大類。 (1) 普通耐火材料是指用於冶金爐、水泥窯、玻璃窯等熱工窯爐爐襯的常規制品，多半由天然原料加工而成。普通耐火材料按化學特性分為酸性、中性和鹼性。 (2) 特種耐火材料是在傳統的陶瓷和一般耐火材料的基礎上發展起來的新型無機非金屬材料。特種耐火材料用料純度高，多為氧化物、化合物和高溫複合材料，用於特殊的窯爐、冶煉高爐等高溫沒備的特殊部位。 特種氧化物耐火製品有氧化鋁、氧化鑭、氧化鈹、氧化鈣、氧化鋯、氧化鈾、氧化鎂、氧化鈰和氧化釷等，熔點在2050～3050℃。 特種化合物耐火製品有碳化物(碳化矽、碳化鈦、碳化鉭等)、氮化物(氮化硼、氮化矽等)、硼化物(硼化鋯、硼化鈦、硼化鉿等)、矽化物(二矽化鉬等)和硫化物(硫化釷、硫化鈰等)。它們的熔點為2000～3887℃，其中最難熔的是碳化物。 特種高溫複合耐火產品主要有金屬陶瓷、高溫無機塗層和纖維增強陶瓷等。
按是否定型分類 按產品出廠前交貨形狀分為定型產品和不定型產品。凡稱為磚者均為定型產品。各種澆注料、補爐料、搗打料、火泥等均為不定型產品。 (1) 定型產品可分為緻密型和隔熱型。 耐火磚屬於緻密型製品，混凝土雖是定型交貨產品，但它屬於不定型產品。 定型產品按照製品的外形又可分為塊狀(標準磚、異形磚等)、特種形狀(坩堝、匣鉢、管子等)、纖維狀(矽酸鋁質、氧化鋯質和碳化硼質等)。 (2) 不定形耐火材料是一種不經煅燒的新型耐火材料，其耐火度不低於1580℃。 不定形耐火材料由耐火骨料和粉料、結合劑或另摻外加劑一定比例組成的混合料，能直接使用或加適當的液體調配後使用。如耐火泥、澆灌料和搗打料等。
按耐火度高低分類 耐火材料由多種礦物組成，各種礦物自有熔點，在高溫下它們或者共存，或者生成第三者礦物，出現低共熔融溫度。耐火度是低共熔融狀態下的溫度，但要高於低共熔融溫度。耐火度指標越高。表明抵抗高溫能力越好，用耐火度指標高低將耐火材料分成“普通”、“高階”和““特級”三檔。 (1) 普通耐火度製品：耐火度1580～1770℃，耐火度1580～1770℃相當於SiO2-Al2O3二元系中Al2O315%～45%耐火製品，組成原料的主要礦物是高嶺石。 (2) 高階耐火度製品：耐火度1770～2000℃，高鋁磚、莫來石磚、普通鎂質製品、鎂鋁磚、普通鎂鉻磚、橄欖石磚屬於這個檔次。 (3) 特級耐火度製品：耐火度大於2000℃，純氧化物製品、熔鑄製品、高純直接結合鎂鉻磚、尖晶石磚、非氧化物製品等屬於這個檔次。但有些產品(用合成料)雖然耐火度並不是太高，但技術含量卻非常高，是名符其實的特級耐火材料。 目前，耐火材料界很少使用這個分類方法，它過於簡單的表述了耐火材料的技術性能。
按主晶相、酸鹼性質分類 (1) 酸性製品：這類產品中以石英氧化矽(SiO2)為主要成分(第一相)，SiO2屬酸性氧化物，因而得名。 矽磚是含氧化矽93％以上的矽質製品，是酸性材料的常用代表產品。矽磚使用的原料有矽石、廢矽磚等。它的主要特點是抗酸性爐渣侵蝕能力強、荷重軟化溫度高、重複煅燒後體積不收縮甚至略有膨脹，但易受鹼性渣的侵蝕，抗熱振性差。矽磚主要用於焦爐、玻璃熔窯、酸性鍊鋼爐等熱工裝置。 半矽磚、耐鹼磚、耐酸磚中SiO2含量60％到80％，是半酸性材料。 粘土磚以耐火粘土為主要原料，含有30％～46％的氧化鋁，屬弱酸性耐火材料。耐火度1580～1770℃，抗熱振性好，對酸性爐渣有抗蝕性，應用廣泛，是目前生產量最大的一類耐火材料。 (2) 鹼性製品：以MgO、CaO為主晶相，因MgO、CaO是鹼土氧化物，故而稱為鹼性耐火材料。 鹼性耐火製品的熔點(耐火度)高，抗鹼性渣(C/S＞2)和鐵渣侵蝕能力很強，屬於高階耐火材料，但它們易於水化。鎂鉻磚、白雲石磚、橄欖石磚等產品，主要化學成份也是MgO和CaO，也屬於鹼性材料。 鹼性耐火材料主要用於平爐、吹氧轉爐、電爐、有色金屬冶煉以及一些高溫熱工裝置上。 鎂磚是鹼性耐火材料的代表，它含氧化鎂80％～85％以上，以方鎂石為主晶相。生產鎂磚的主要原料有菱鎂礦、海水鎂砂(由海水中提取的氫氧化鎂經高溫煅燒而成)等。純氧化鎂的熔點高達2800℃，因此，鎂磚的耐火度較粘土磚和矽磚都高。 20世紀50年代中期以來，由於採用了吹氧轉爐鍊鋼和採用鹼性平爐爐頂，鹼性耐火材料的產量逐漸增加，粘土磚和矽磚的生產則逐漸減少。 (3) 中性製品：以莫來石、剛玉或碳(Al2O3、ZrO2、CrO3、SiC)為主晶相，在高溫下能較好地抵抗酸性爐渣、鹼性爐渣、熔劑和其他耐火材料化學侵蝕的耐火材料。 嚴格地說，中性耐火材料僅指碳質耐火材料，包括炭磚、石墨碳化矽製品等。也有將高鋁質耐火材料歸於這一類的Al2O3含量較高的高鋁質耐火材料，如矽線石磚、莫來石磚、剛玉磚等是偏酸性而趨於中性的耐火材料。近年發展起來的鋁碳磚、鋯碳磚、氧化鋁-碳化矽-碳磚、氮化矽結合碳化矽磚等碳化矽質品種，也屬於中性耐火材料。 中性耐火製品可用作高爐的爐底、爐缸和爐腹的襯裡，鋁電解槽、電石爐和鐵合金爐、盛鋼桶、電鍍槽、反應槽、高壓釜等的內襯。 含氧化鋁95％以上的剛玉製品是一種用途較廣的優質耐火材料。 鉻磚以氧化鉻為主要成分，主要以鉻礦為原料製成的，主晶相是鉻鐵礦。它對鋼渣的耐蝕性好，但抗熱振性較差，高溫荷重變形溫度較低。用鉻礦和鎂砂按不同比例製成的鉻鎂磚抗熱震性好，主要用作鹼性平爐頂磚。 碳質耐火材料是另一類中性耐火材料，根據含碳原料的成分和製品的礦物組成，分碳磚、石墨製品和碳化矽質製品三類。碳磚是用高品位的石油焦為原料，加焦油、瀝青作粘合劑，在1300℃隔絕空氣條件下燒成。石墨製品(除天然石墨外)用碳質材料在電爐中經2500～2800℃石墨化處理製得。碳化矽製品則以碳化矽為原料，加粘土、氧化矽等粘結劑在1350～1400℃燒成，也可以將碳化矽加矽粉在電爐中氮氣氛下製成氮化矽－碳化矽製品。 碳質製品的熱膨脹係數很低，導熱性高，耐熱振效能好，高溫強度高，在高溫下長期使用也不軟化，不受任何酸鹼的侵蝕，有良好的抗鹽效能，也不受金屬和熔渣的潤溼，質輕，是優質的耐高溫材料。缺點是在高溫下易氧化，不宜在氧化氣氛中使用。碳質製品廣泛用於高溫爐爐襯(爐底、爐缸、爐身下部等)、熔鍊有色金屬爐的襯裡。石墨製品可以做反應槽和石油化工的高壓釜內襯。碳化矽與石墨製品還可以製成熔鍊銅同金和輕合金用的坩堝。
按耐火材料的主要晶相分類 所謂主要成份是指第一相和第二相成份，含量大約佔化學成份總量的90％左右。現代耐火材料技術發展越來越多項材料配料，故出現第二相、第三相成份，調節第二相、第三相成份即可產生新的技術，在化學組成上超出了第一相分類侷限性，是應用最普遍的一種分類方法。 (1) 矽鋁系列品：要矽鋁系列材質中，主要成分是SiO2、Al2O3，它包括黏土磚、高鋁磚、矽線石、藍晶石、紅柱石、莫來石磚等製品。按其Al2O3含量的多少可以分為半矽質(15~30% Al2O3)、粘土質(30~48%Al2O3)和高鋁質(Al2O3大於48%)三類。 (2) 鎂鉻系列製品：鎂鉻系列中主要成分是MgO、Cr2O3，方鎂石為第一相，鎂鉻尖晶石為第二相，屬於這個系列的產品有鎂鉻磚和鉻鎂磚。 (3) 鎂鋁系列品：主要成分是MgO、Al2O3，由於它們生成MgO.Al2O3，鎂鉻系列製品中都含有鎂質材料。 (4) 鎂鈣系列產品：主要成分是以MgO、CaO為主。它們都有極高的熔點，是重要的鎂質材料。 (5) 鎂矽系列製品：鎂砂系的主要成分是SiO2，當C/S＜5時，SiO2和MgO生成MgO.Al2O3(鎂橄欖石)，從顯微礦物組成角度說，純鋁系列的主要產品有鎂鋁磚、方鎂石尖晶石磚、剛玉尖晶石磚，不定型材料中的鋁－尖晶石澆注料也屬於鎂鋁系列產品。
按礦物化學主要組成分類 這種分類與上述晶相分類比較相似，依此方法可將耐火材料主要分為六類。 (1) 矽質製品，如矽磚、熔融石英制品； (2) 矽鋁質製品，如粘土磚、半矽磚、高鋁磚等；以氧化鋁和氧化矽為基本化學組成的耐火材料中，通常可以根據製品中氧化鋁和氧化矽含量多少分為：矽質製品(氧化矽大於93％)、半矽質製品(氧化鋁佔15～30％)、粘土質製品(氧化鋁佔30～48％)、高鋁質製品(氧化鋁佔48～90％)和剛玉質製品(氧化鋁大於90％)。 (3) 鎂質、鎂鉻質和白雲石質製品，如鎂磚、鎂鋁磚、鎂鉻磚、白雲石磚等； (4) 碳質製品，如碳磚、石墨粘土製品等； (5) 鋯質製品，如鋯英石磚、鋯莫來石磚、鋯剛玉磚等； (6) 特殊耐火製品，如純氧化物、碳化物、氮化物、硼化物等製品。 此外，耐火材料按照燒結工藝則還可分為燒結制品、熔鑄製品、熔融噴吹製品等。