制造硅砖的原料为硅石。硅石原料的SiO2含量越高,耐火度也越高。有害的杂质是Al2O3、K2O、Na2O等,它们严重地降低耐火制品的耐火度。硅砖以SiO2含量不小于96%的硅石为原料,加入矿化剂(如铁鳞、石灰乳)和结合剂(如糖蜜、亚硫酸纸浆废液),经混练、成型、干燥、烧成等工序制得。
硅砖生产工艺大体上与其他材质耐火砖类似。不同点在于前者增长了石灰和矿化剂的制备体系。
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。