耐火磚裂紋是影響耐火磚質量的一個關鍵因素，輕者影響耐火磚質量等級的評定；重者危及用戶銷售困難；嚴重的甚至造成大批耐火磚報廢，給經營者帶來不可挽回的經濟損失。
有的耐火磚生產廠家投產多年一直受耐火磚裂紋的困擾，究其原因，主要是沒有找準裂紋的成因，無法對癥下藥，所以問題也得不到根治。
成品耐火磚裂紋按生產工序劃分主要有四大成因：
一、 原料原因造成的耐火磚裂紋；
二、 成型原因造成的耐火磚裂紋；
三、 干燥原因造成的耐火磚裂紋；
四、 焙燒原因造成的耐火磚裂紋；
下面逐項剖析。
一、 原料原因造成的耐火磚裂紋
1、原料本身特性造成的耐火磚裂紋
① 干燥敏感性系數過高
干燥敏感性系數用來衡量耐火磚裂紋傾向性的大小干敏系數越高耐火磚形成裂紋的傾向性越大反之越小。當干敏系數大于2時裂紋幾乎不可避免。當干敏系數小于1時耐火磚一般不易形成裂紋。同樣的干敏系數自然干燥不容易產生裂紋而人工干燥卻很難控制。主要原因是人工干燥時間短一般在10-30個小時、自然干燥時間長是人工干燥時間的20-40倍。所以有些耐火磚生產廠家自然干燥很正常而改為人工干燥后裂紋卻難以控制。
這種類型的裂紋在一些粘土耐火磚和一些粘土摻量高的耐火磚生產廠家最為常見。
防治措施
a 、建廠前必須事先對準備使用的原料進行化驗慎用干敏系數高的原料。
b、適量摻加瘠化劑爐渣、煤矸石、粉煤灰、鐵礦渣等都是很好的瘠化劑。
② 塑性太差
原料塑性太差會造成成型困難成型時裂紋嚴重，即便勉強成型因坯體質量差、機械強度低抵抗裂紋的能力就差在干燥、焙燒過程中就容易產生裂紋。
這種情況就好比有的人身體素質差，一遇天氣變冷就容易感冒，而身體素質好的人抵抗氣溫變化的能力強遇冷就不容易感冒。
防治措施
a、砂性黏土可摻加增塑劑如膨潤土、高塑性黏土、造紙黑液等。
b、煤矸石、頁巖等可降低其粒度增加塑性也可采用摻加增塑劑的方法。
③ 泥料的顆粒級配不合理
所謂顆粒級配即指泥料中各種粒徑顆粒所占的比例。一般要求有三種粒徑細粉料也稱塑性顆0.053mm以下填充性顆粒0.053-1.2mm粗骨料飾紋性顆粒1.2-2.4mm。細粉料的含量決定了泥料的塑性一般應占35-50%填充性顆粒應占20-65%這部分顆粒的作用是限制坯體產生過渡的收縮、裂紋、變形粗骨料應占0-30%不做粗骨料飾紋時可不用。
我們生產內墻磚時一般只要求前兩種顆粒細粉料、填充性顆粒的比例若這一比例失調生產出的磚可能會產生裂紋。 使用河、湖淤泥時經常會遇到這樣的問題。
防治措施使用兩種以上的原料調整粒徑組成確保顆粒級配合理。
2、 管理原因造成的耐火磚裂紋
① 生產工藝不合理主要是摻混不勻
兩種或兩種以上的原料用來造磚時如果摻混不均勻會造成耐火磚的裂紋。因為兩種原料的干燥和焙燒收縮不可能一樣很容易形成內應力干燥和焙燒后產生裂紋就不可避免。
防治措施
改進工藝設法摻混均勻。最好在進破碎機之前按比例摻混好這樣再通過破碎機、篩分、攪拌三道工序摻混后原料的摻混效果會更佳。兩種以上的原料單獨破碎、篩分再到攪拌機后摻混很難達到理想的效果。而且原料的比重差別越大,其摻混效果越差,耐火磚產生裂紋的可能性就越大。
② 陳化條件不充分
陳化條件不充分即陳化效果不好也會造成耐火磚的裂紋。
陳化也叫悶料,困存目的是使水分充分滲透、泥料疏解、松散勻化。陳化必須具備四個條件粒度、水分、時間、溫度這四個條件缺一不可。粒度越小陳化效果會越好，進陳化庫時的水分以達到成型水分為最佳時間必須保證72小時以上。陳化庫環境溫度也應該盡量保持在10℃以上，溫度越低需要的陳化時間越長。
我們在生產中都有這樣的經驗停產檢修前存下的泥料下次再生產時特別好用，這是因為陳化時間延長的原因，同樣的泥料夏天比冬天好用這是因為夏季氣溫比冬季高的原因。
二、成型原因造成的耐火磚裂紋
1、設備原因
① 設備本身缺陷
由于設備本身某些參數設計不合理會造成耐火磚裂紋，如攪拌機設計或制作不合理造成攪拌不勻、攪拌強度不夠、攪拌時間短等。曹世璞老師在其講義中曾舉過這樣的例子同樣的泥料攪拌2分鐘擠出磚坯的干燥裂紋為4%，而攪拌到3分鐘以上在同樣的干燥條件下干燥裂紋只有1%。 擠出機絞龍、機頭俗稱機脖子、機口等如設計不合理或加工不合格也會造成耐火磚的裂紋。
防治措施
合理選擇設備
② 模具不合格
生產空心磚時由于模具不合格會造成磚坯裂紋輕者形成隱形裂紋到干燥或焙燒后才會顯現嚴重時直接影響成型。
防治措施
選購合格的模具。
空心磚的模具最好不要自己加工。個別耐火磚生成廠家為圖省錢自己加工空心磚摸具看似省錢其實得不償失。因為自己加工的模具運行阻力大、調試時間長、磚坯廢品率高、產量低綜合算起來還是買專業制造廠家的省錢。
2、真空度太低
根據實驗測試結果成型前泥料中空氣的含量一般10-12%體積比成型時要用真空泵把這些空氣盡量抽出來。因為不可能達到絕對的真空所以總有一部分空氣滯留在磚坯中。
實驗表明真空度在50-85%時磚坯最容易分層，75%時分層最嚴重，而且真空度低的磚坯密實度差這樣的磚坯干燥過程最容易產生裂紋。
生產過程中真空度應該越高越好，目前國外設備的真空度已經達到96-98%即0.096-0.098MPa。真空度越高磚坯密實度越好，機械強度越高，抵抗裂紋的能力也就越強。
有的專家說真空度不能太高了，太高了影響干燥實際上這是不切實際的。這種說法和“原料不是越細越好”的觀點是出于同一個理由。那就是過分密實的坯體原料顆粒，會堵塞水分子的通道，造成干燥困難。水分子的直徑為2.8×10-10 m而原料顆粒最小也不過是微米級即10-6 m假設泥料的顆粒直徑全部是1微米實際上是不可能的那么它仍然是水分子直徑的3571倍即相當于直徑3米多的大石頭擠在一起不管這些石頭擠得多緊小螞蟻仍能從它們的間隙里進出自如。所以說“坯體密實度高影響干燥效果”的說法是不正確的。
當然泥料粒度越小，其比表面積越大，和水結合的能力越強成型含水率越高干燥難度會有所增加。
防治措施
合理選擇真空泵加強管理防止擠出機漏氣確保真空度在85%以上。
3、潤滑不正常
擠出機機口處的潤滑非常重要。潤滑不好會使泥流速度不一致造成耐火磚磚坯裂紋。生產空心磚時尤為明顯。
防范措施
加強管理確保潤滑正常。
三、 干燥原因造成的耐火磚裂紋
1、急干
① 送風溫度太高 一般干燥窯送風溫度為105-130℃如果送風溫度太高會造成磚坯急干裂紋。因磚坯外層接觸熱空氣吸熱快溫升比內部要快得多，其脫水速度也就相應的比內部快得多造成內外收縮不一致，從而產生裂紋。
防治措施
調整送風溫度
② 干燥窯預熱段太短
即便送風溫度合適，但如果預熱段太短，磚坯內部還沒有達到相應的溫度內擴散與外擴散速度差別太大，這時如果磚坯被強行送入送風段磚坯仍然會產生急干裂紋。
防治措施調整預熱段長度
一般應占干燥窯總長度的30%左右。冬季適當縮短夏季適當延長。
③ 通風量太大
如果干燥窯通風量太大，即便送風溫度和預熱段長度都符合要求，磚坯仍然會產生裂紋，這種裂紋也是急干造成的。因為預熱段的作用是加熱磚坯，而不是排除水分，當然這只是理想狀態實際上是不可能的。但我們可以控制預熱段磚坯的脫水速度。磚坯脫水速度的快慢跟空氣的相對濕度成反比，即空氣的相對濕度越高，磚坯的排水速度越慢，反之越快。如果保持預熱段前端空氣的相對濕度盡量大90-95%磚坯的脫水速度就會很慢，我們的目的就基本能達到。但過高的通風量會帶走大量的水分，會使窯內空氣的相對濕度變小，磚坯就會加速脫水從而產生急干裂紋。
防治措施
合理控制通風量
在排潮口按濕度計確保排潮口濕度保持在90-95%之間。
④ 窯車臺面溫度過高
一次碼燒隧道窯，由于窯車擔負干燥和焙燒雙重任務，經過焙燒窯后的窯車臺面儲存了大量的熱量，如果卸完車后冷卻時間過短，大量的熱量散發不出來這樣的窯車碼好磚坯后底層磚坯往往因急干造成嚴重裂紋，尤其夏季最為明顯。
防治措施
窯車臺面施工時盡量使用絕熱效果好的耐火材料延長空車線長度增加散熱降溫時間。
2、凝露也叫回潮
凝露的主要原因就是干燥窯預熱段濕空氣產生飽和，即相對濕度達到100%。磚坯表面吸收空氣中的水分后膨脹從而產生網狀裂紋。造成預熱段濕空氣飽和的主要原因有三項
①預熱段太長 預熱段一般設計為干燥窯總長度的30%太長的預熱段容易使濕空氣產生飽和；
②送風溫度太低 送風溫度太低會造成排潮溫度低，預熱段濕空氣很容易產生飽和；
③通風量不足 熱風帶走水蒸氣的能力是有限的，1立方100℃的熱風在標準狀態下能帶走水蒸氣588.17克，而1立方30℃的熱風在標準狀態下只能帶走30.36克水蒸氣。如果通風量太小，送風量太小或排風量太小，會使預熱段濕空氣產生飽和。
防治措施
針對以上三項采取相應措施。
3、磚坯收縮拉裂
磚坯在干燥過程中要產生收縮,含水率越高收縮量越大。坯垛中間的磚坯要受到相鄰磚坯的收縮拉力,當收縮拉力大于其機械強度時磚坯便被拉裂。
防治措施
增加磚坯的機械強度采用硬塑成型、提高泥料塑性、提高真空度等、降低一次碼坯的高度。
4、壓裂
坯垛中下層磚坯要承受上層磚坯的重力層數越高，下層磚坯承受的重力越大，當磚坯承受的重力超過其自身強度時磚坯便會斷裂。當窯車臺面不平整時這種現象尤為嚴重。
防治措施
增加磚坯的機械強度同上加強管理確保窯車臺面平整。
四、 焙燒原因產生的裂紋
1、預熱帶急干炸裂
干燥后的磚坯進入焙燒窯后仍有兩種水分需要緩慢排除，一是自由水，即干燥后的殘余水分二是原料各化合物中的化合水。如果磚坯在預熱帶升溫過急，急劇膨脹的水蒸氣會把磚坯撐裂，從而形成急干裂紋嚴重時磚坯會斷為數塊俗稱爆坯。
主要原因有兩項
①閘不合理 用閘太少使磚坯在低溫階段得不到預熱直接進入中溫階段8℃一般輪窯用閘不低于個焙燒窯設計的閘應盡量用全。 防治措施 合理用閘確保預熱帶緩慢升溫。 ② 輪窯揭紙擋不及時 輪窯預熱帶的紙擋必須及時揭掉否則熱風抽不過去磚坯得不到預熱等紙擋被自然燒穿時熱風溫度已經高達℃以上其后果和用閘太少造成的后果一樣。 防治措施 及時揭紙擋閘用到哪里紙擋就揭到哪里。
2、急火 急火即預熱帶升溫過急。
預熱帶中后部若升溫過急磚坯也會產生裂紋。制磚原料中的石英在573℃和870℃時要發生晶型轉變，轉變的同時伴隨著體積的膨脹，573℃時由β-石英轉變為α-石英，體積膨脹4.68%。870℃時由α-石英轉變為α-鱗石英，體積膨脹13.68%。若升溫過急石英膨脹速度太快會把磚坯“撐裂”。尤其是573℃-870℃時的晶型轉變因其體積膨脹率大13.68%最容易產生裂紋。所以這一階段要緩慢升溫升溫，速度最好控制在60-80℃/h。
防治措施
適當延長預熱帶中后部升溫速度不要過急。
: 14px">3、冷卻過急
經過高溫焙燒的磚坯進入冷卻帶后，要緩慢降溫，若冷卻過急粘土耐火磚表面急劇降溫，而內部仍處于高溫狀態，由于收縮不一致勢必產生內應力內應力超過磚坯的機械強度時，制品便產生裂紋。
冷卻過程伴隨石英晶型轉變帶來的體積收縮也會造成成品的裂紋石英晶型轉變過程是可逆的其體積膨脹產生的后果也是一樣的。主要原因輪窯打門過早隧道窯設計太短或在冷卻帶開急冷風口。
防治措施
輪窯嚴禁早打門冷卻帶不能低于50m 隧道窯設計長度不能太短根據不同原料性質確定窯的長度最短不應低于50m 隧道窯冷卻帶不要開急冷風口冷卻風機應安裝在出車端窯門處。
3、預熱帶凝露 預熱帶用閘不合理，使濕煙氣流程過長容易導致濕空氣產生飽和，使磚坯回潮產生裂紋性質，同干燥窯凝露。
防治措施
合理用閘及時排出，濕煙氣用橋式閘或正橋梯式閘參見本刊年第期《淺談隧道窯的用閘》。
綜上所述耐火磚裂紋的成因還是比較復雜的，為了直觀起見我們可以借鑒安全管理中事故樹的模式把耐火磚裂紋的成因，以框圖的形式畫出來這樣分析起來就簡單多了圖附后。
我們在生產過程中往往耐火磚出現了裂紋但卻很難查找其成因。如何根據裂紋的性質判斷其成因呢下面根據經驗簡要說明一下。
耐火磚的裂紋根據其性質可以分為兩大類即顯紋和暗紋。顯紋是指一眼就能看到的裂紋。暗紋一般用肉眼難以看到，但可以通過儀器來辨別，也可以用敲擊的方式通過聽聲音來判斷。如果一塊沒有顯紋的磚，用金屬敲擊其聲音沉悶、不清脆俗，稱啞音，則證明有暗紋存在。欠火磚除外。成型時出現的暗紋和顯紋在干燥和焙燒后會明顯擴大大，部分暗紋會變成顯紋。 原料原因陳化條件不充分、干敏系數過高、塑性太差、摻混不勻、顆粒級配不合理產生的裂紋只有在后續工序中才能發現，因為這些原因處在生產工序的上游，所以判斷較為困難。比較簡單的辦法，就是鄰近耐火磚生成廠家之間互換原料做試驗。如甲廠生產的耐火磚裂紋嚴重，而乙廠生產的耐火磚質量較好，兩廠可互換部分原料做試驗。若乙廠的原料在甲廠生產的磚不裂紋，而甲廠的原料到乙廠做的耐火磚仍然裂紋則可以判斷甲廠磚裂紋是由于原料原因引起的。同樣的辦法可以很快判斷成型、干燥和焙燒方面原因引起的裂紋查到原因后就可以采取針對性的措施。
成型主機絞龍、模具、潤滑等原因造成的裂紋最大的特點就是規律性強裂紋的深度、位置、方向基本一致，其他原因產生的裂紋則規律性不強。
凝露產生的裂紋一般呈網格狀，稱為網狀裂紋。都發生在磚坯的表面深度較淺，干燥過程中發生的網狀裂紋，出干燥窯就可以發現。
干敏系數過高產生的裂紋多在迎風面和邊棱處，有的在存坯線上就可以發現。干燥效果越好裂紋越嚴重。
干燥窯內產生的急干裂紋多發生在坯垛的迎風面和邊部背風面和中下部，相對較輕。
干燥收縮產生的拉裂發生在坯垛中下部為縱向裂紋。
壓裂多發生在坯垛的中下部橫向和縱向都有底層、窯車臺面不平處尤為明顯。
焙燒窯預熱帶產生的炸紋多發生在磚坯的大面、中部裂紋處粗糙深度大坯垛干燥不好的部位背風面、中下部最嚴重。
冷卻過急產生的裂紋較細、較直也稱發紋裂紋處比較平滑有的外觀不明顯屬于暗紋敲擊有啞音坯垛邊部、迎風面較其他部位嚴重。
