硅磚是SiO₂含量在93%以上的耐火材料制品。SiO：的熔點為1723C，它以多種晶體存在，在不同的溫度條件下發(fā)生晶型轉(zhuǎn)化。通常，SiO，在不同溫度下有7種不同的晶體狀態(tài)和1種非晶體狀態(tài)，即a-右英、β右英，a鱗石英、β鱗石英、7-鱗石英、a方石英（白硅石）、4-方仙英《白硅石)和非晶體石英玻璃.S:O，的同素異晶體的轉(zhuǎn)變極其復(fù)雜，隨溫度的升降而變化，各晶型之間的相互轉(zhuǎn)化都同時發(fā)生著不同的體積效應(yīng)，一般硅磚燒成時，都要產(chǎn)生大約2%~4%的體積膨脹，在燒成的硅磚需二。凈石英，含量越多越好。因其結(jié)晶體為雙晶交錯的網(wǎng)絡(luò)型結(jié)構(gòu)，其a、8、”各型之間的轉(zhuǎn)換體積變化小，這樣就能夠保證硅磚具有較高的荷重軟化溫度、較好的抗熱震性和高溫耐磨性等性能。其次為方石英，它使制品具有較高的耐火度，但方石英的a、B晶型之間的轉(zhuǎn)換體積變化較大，這樣就保證不了硅磚的優(yōu)良性能。所以，在燒成的硅磚中方石英的含量少些為好，由于鱗石英與方石英的密度不同，通常用硅磚的密度來衡量硅磚制品中石英轉(zhuǎn)化的程度，一般硅磚的密度應(yīng)小于2.38g/cm’，而優(yōu)質(zhì)硅磚的密度應(yīng)為2.32~2.36g/cm。硅磚的特性如下：
 
(1) 硅磚的化學(xué)成分，隨硅石原料的不同而異，一般情況下SiO2含量為93%~98%,其他雜質(zhì)如Al2O1、Fe2O3、和CaO等，其總和為2.0%~7.0%。
 
(2) 硅磚的礦物組成，普通硅磚以鱗石英為主，約占30%~70%;高硅質(zhì)高密度硅磚以方石英為主，約占20%~80%,殘余石英和非晶體的石英玻璃在任何硅磚中均為少量。
 
(3) 硅磚的耐火度，主要取決于SIO2含量以及雜質(zhì)含量和其性質(zhì)，SIO2含量越高，雜質(zhì)含量越少，其耐火度越接近于SiO2的熔點。反之耐火度就越低，硅磚的耐火度一般為1690~1730C.
 
(4) 硅磚的荷重軟化溫度比較高，約為1650℃，因是鱗石英的晶體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在硅磚內(nèi)起骨架作用。雖有--些雜質(zhì)熔點較低，而由于骨架有一定的承載能力，故硅磚的荷重軟化溫度接近其耐火度，這是硅磚的顯著特點。
 
(5) 硅磚的抗渣性，硅磚的主要化學(xué)成分為典型的酸性氧化物SiO2,這就決定了對酸性爐渣具有很強(qiáng)的抵抗能力、同時CaO和Fe,O,與SiO2能形成新的化合物，所以硅磚對渣中的Ca()和Fe2()3這種偏堿性的氧化物仍具有一定的抵抗能力。
 
(6) 硅磚的真密度，硅傳真密度的大小反映出硅磚中石英轉(zhuǎn)化的程度，見表28-2,從而可以判斷出硅磚的礦物組成。硅磚真密度越小越好，真密度小說明石英轉(zhuǎn)化完全，在實際使用過程中產(chǎn)生的殘余膨脹就小。硅磚真密度一般為2.37~2.40g/cm'。
 
(7) 硅磚的氣孔率，氣孔率是指硅磚內(nèi)氣孔的總體積占硅磚總體積的百分比，它表示硅磚組織的致密程度。硅磚的氣孔率越小，硅磚的結(jié)構(gòu)越致密。硅磚的顯氣孔率一般為21%~25%。氣孔率的大小，除原料外主要取決于其工藝條件。
 
(8) 硅磚的殘余膨脹，殘余膨脹是指硅磚經(jīng)再次鍛燒后所發(fā)生的不可逆體積膨脹，稱為硅磚的殘余膨脹。其原因是由于硅磚中尚有未轉(zhuǎn)化的石英或稱殘余石英繼續(xù)轉(zhuǎn)化聽致，硅磚殘余膨脹越小越好，否則在窯爐上使用時，會因其膨脹過大而引起富爐結(jié)構(gòu)的破壞，甚至造成事故，真密度小的硅磚，殘余影脹一定也小。硅磚殘余影脹的大小主要取決于燒成條件，當(dāng)硅磚燒至1450℃并保溫3h時，殘余膨脹一般為0.3%~0.8%,
 
(9) 硅磚的常溫抗壓強(qiáng)度，主要用來確定硅磚組織結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣。常溫抗壓強(qiáng)度的大小常與氣孔率、真密度有密切關(guān)系。同時還取決于原料性質(zhì)、工藝條件等。硅磚的常溫耐壓強(qiáng)度一般為19.6~29.4MPa。
 
(10) 硅磚的外形，為了獲得堅固和致密的窯爐砌體，就要硅磚有一個符合規(guī)定的外形，這主要是尺寸公差、缺角缺棱、扭曲、熔洞和裂紋等都應(yīng)符合外形要求.
 
由于硅磚具有以上特點，該磚在煉焦?fàn)t上使用時，可以提高燃燒室溫度，縮短結(jié)焦時間，增加焦?fàn)t生產(chǎn)能力，延長焦?fàn)t爐齡，故現(xiàn)代大容積煉焦?fàn)t主要是用硅磚砌筑。
 
隨著煉焦工業(yè)的發(fā)展，對焦?fàn)t硅磚的質(zhì)量要求日益提高，特別是砌筑炭化室要求硅磚具有高密度、高導(dǎo)熱性和良好的高溫耐壓強(qiáng)度等性能。因此，國內(nèi)外在降低硅磚真密度、提高導(dǎo)熱性，提高體積密度和提高硅質(zhì)原料純度等方面進(jìn)行了大量的研究工作，我國已試制出高密度硅磚、高純度高南度硅磚和高導(dǎo)熱性高密度硅磚等新品種。
 
(1) 高密度硅傳，提高硅磚的密度是提高焦?fàn)t硅磚質(zhì)量和使用壽命、縮短結(jié)焦時間的有效辦法。高密度硅磚要求成品氣孔率小于16%,硅磚密度必須大于2.38g/cm²。
 
(2) 高純度高密度硅磚，是以純石英巖（SiO2>98%)作原料加人少量礦化劑和結(jié)合劑(如Ca()+FeO<1.5%)制成的耐火材料產(chǎn)品。高純度高密度硅磚的一般性能如下：
 
1)化學(xué)組成/%:
SiO297
R2O 1.55
CaO0.3~0.5
 
2)礦物組成/%:
方石英70~80
鱗石英10~12
石英約10
 
3)物理性能：
耐火度/C 1720~1740
荷重軟化開始溫度/C1660
真密度/g*cm2.34~2.37
氣孔率/%<13~14
耐壓強(qiáng)度/MPa>16.66
 
(3)高導(dǎo)熱性高密度硅磚，是在其配料中加入高導(dǎo)熱性高密度的添加物，如CuO、Cu;O、TiO2、FeQO2等物質(zhì)所制成的耐火材料產(chǎn)品，采用高導(dǎo)熱性高密度硅磚砌筑煉焦?fàn)t，能有效地縮短結(jié)焦時間，提高焦?fàn)t的產(chǎn)量。國內(nèi)外普遍重視制造高導(dǎo)熱性高密度硅磚。