硅砖是以石英岩为原料，经粉碎，并加入粘结剂、矿化剂经混合、成型、干燥和按计划加热升温而烧成的。 硅砖含 sio2 大于 93% ，系酸性耐火材料，具有良好的抗酸性渣的侵蚀作用。硅砖的导热性能好，耐火度为 1690~1710 ℃，荷重软化点可高达 1640 ℃，无残余收缩。其缺点是耐急冷热急性能差，热膨胀性强。 sio2 （二氧化硅）在不同的温度下能以不同的晶型存在，在晶型转化时会产生体积的变化，并产生内应力，故硅砖的制造、性能和使用与 sio2 的晶型转变有密切关系。 sio2 能以三种结晶形态存在，即石英、方石英和鳞石英，而每一种结晶形态又有几种同素异形体。即： α石英、β石英； α方石英、β方石英； α鳞石英、β鳞石英、γ鳞石英。 三种形态及其同素异形体，是以晶型的密度不同来彼此区分的 , 它们在一定的温度范围内是稳定的，超过此温度范围，即发生晶型转变。 高低型转化，此种转变没有晶格的重排，只有晶格的扭曲或伸直，因此转化速度快且是可逆的。 各种型态的 sio2 转化温度和体积变化不同， 方石英在 180~270 ℃转化，体积变化最剧烈，而 570 ℃时石英转化体积变化较小，鳞石英有 两个晶型转化点： 117 ℃和 163 ℃ , 体积变化最小。因此用于焦炉的硅砖，希望在制造过程中，尽量转化为鳞石英。但实际生产的硅砖制品总是三种晶型同时存在。由于三种石英中鳞石英的密度最小，因此鳞石英含量愈高的硅砖，其真密度愈小 。 硅砖制品的体积变化曲线是复相组织体积变化的总和。 真密度小的硅砖，石英转化较完全，膨胀过程平稳，残余膨胀小，有利于保持炉体严密。此外，鳞石英的荷重软化温度高，导热性能好，故焦炉要尽量采用真密度小的硅砖，一般要求在 2.38 以下，优质硅砖的真密度应在 2.34~2.35 之间。 表 2 不同真密度硅砖的矿相组成 硅砖真密度 鳞石英， % 方石英， % 石英， % 石英玻璃， % 2.33 2.34 2.37 2.39 2.40 2.42 80 72 63 60 58 53 13 17 17 15 12 12 3 9 9 12 17 7 8 11 16 16 18 从 中可看出，硅砖的热膨胀是不均匀的， 600 ℃以前晶型转变较多，故体积变化较大， 而且在 117 ℃、 163 ℃、 180~270 ℃和 570 ℃等几个转化点 , 体积变化尤为显著 , 这时最容易引起砌体变形和开裂。因此这对焦炉各部分材质的选用，对焦炉的砌筑、烘炉、生产维修及冷炉等都有重要意义。由于硅砖具有多种优点，因此用于焦炉可以提高燃烧室的温度，缩短结焦时间，增加焦炉生产能力，延长炉体的使用寿命，故现代焦炉主要用硅砖砌筑。 600~ 700 ℃ 以下时，硅砖对温度的剧变抵抗性能差。这是由于高低型晶型转变，体积突然膨胀或收缩所至，因此硅砖不宜用于温度剧烈变化的部位。但在 700 ℃ 以上时，由于硅砖的体积变化比较平稳，因此能较好地适应温度的变化。 目前有一种用高密度硅砖砌筑焦炉的趋势，高密度硅砖是指气孔率在 10%~13% 范围内的硅砖，它的特点是密度高，气孔率低，因此导热性能及强度均比普通硅砖好。 节选自《炼焦炉的砌筑、烘炉和开工》，部分有删减
