工業爐用耐火材料選擇
工業爐爐襯設計中的一個重要組成部分。耐火材料的耐火度通常規定在1580℃以上。設計時要了解耐火材料的特性和爐襯的使用要求，并作定量計算，以期設計成品在技術上先進，在經濟上合理。
材料分類 耐火材料品種繁多，可按制造工藝分為定型耐火制品和不定形耐火材料。
定型耐火制品 有一定形狀的成型耐火制品，其中在350℃時的熱導率小于0.70W／(m?K)者特稱為隔熱耐火制品。定型耐火制品按成型工藝分成燒成磚、不燒磚和電熔鑄磚等。按化學特性及礦物組成分為：(1)酸性磚。指SiO2含量在93％以上的硅磚和輕質硅磚以及SiO2含量在50％以上(其余為Al2O3等礦物)的粘土質耐火磚。*后一種也稱為半酸性磚。(2)中性磚。一般指高鋁磚(微酸性)和鉻磚(微堿性)；(3)堿性磚。以MgO、CaO為主要成分的鎂磚、鎂鋁磚、鎂鉻磚和白云石磚等。(4)特種磚。具有高熔點的、化學穩定性和抗熱震性好的、高溫強度大的等特殊性能的材料。通常包括純氧化物、非氧化物和金屬陶瓷等制品，如鋯英石磚、碳化硅磚、棕剛玉–碳化硅磚等。
高溫耐火纖維也屬于這一類。
不定形耐火材料 由耐火骨料、結合劑、添加劑混合而成的耐火材料。有的以交貨狀態直接施工，有的與某些液體調配后施工。不定形耐火材料有致密的和隔熱的兩種，按硬化過程和結合劑的性質分為陶瓷結合(在煅燒過程中由于燒結而硬化)，水硬性結合(在常溫下凝結并通過水化反應而硬化)，化學結合(在常溫下或低于陶瓷結合的溫度下通過化學反應而不是水化反應而硬化)，有機結合(在常溫下或稍高一些溫度下粘結或硬化)四類。
不定形耐火材料也可以按使用類型分成整體構筑材料和修補用材料、砌筑和接縫材料、耐火涂抹料三類。
整體構筑材料和修補用材料包括：(1)耐火搗打料?？梢灾苯邮┕せ蚺c某些液體調配后使用，以搗打方式施工，大多在高于常溫的加熱作用下硬化。(2)耐火可塑料。以具有可塑性的軟坯或不規則形狀的料團交貨，可直接使用，以搗打、震動、壓制或擠壓方式施工，在煅燒過程中硬化。(3)耐火澆注料。以干料交貨，加水或與其它液體調配后使用，以澆注、震動、搗固方式施工，必要時用夯實的方式施工，無需加熱即可凝結并硬化。(4)耐火噴涂料。專門制備的一種混合料，供風動機具或機械噴射方式施工，硬化特性可分屬前三種中的一種。
砌筑和接縫材料即耐火泥漿。用抹刀或類似工具施工，也可用于灌縫或浸蘸砌塊，分水硬性結合、陶瓷結合和化學結合三種。
耐火涂抹料是由細骨料、結合劑組成的混合料。各種結合劑均可使用，含水(或其它液體)量一般比耐火泥漿高，以手工、風動機具或機械噴射方式施工。
在上述分類法的基礎上再進一步按混合料主要成分的性質和(或)決定混合料特性的骨料分類并據此命名，如高鋁質耐火可塑料、粘土質低水泥耐火澆注料和剛玉質超低水泥耐火澆注料等。
與定型耐火制品相比，不定形耐火材料的優點是：(1)工廠占地面積小，不需要成型和燒成工序，能源消耗很少，投資和經營費用低。(2)可以明顯減少異型磚的品種和數量，便于備料和施工。(3)爐襯整體性好，提高了強度和氣密性，減少熱損失。(4)配置了金屬或陶瓷錨固件、或再加不銹鋼纖維增強后，可提高抗機械振動和抗熱震能力，還可以局部修補損壞部分。(5)便于儲存和運輸，有利于筑爐施工機械化。只是施工管理必須嚴格，否則將影響爐襯的理化性能和壽命。有時將不定形耐火材料制成預制構件使用。
材料選用 耐火制品和致密的不定形耐火材料主要用于高溫爐爐襯的耐火層，隔熱耐火制品和輕質澆注料除了用于中溫爐爐襯的耐火層外，一般用在高溫爐爐襯的耐火層和隔熱層之間，或直接作中低溫爐爐襯的隔熱層。用單一耐火材料作爐襯的情況不多，常見的是復合爐襯：*內層以耐火性能為主，其余各層以隔熱性能為主。有時將硅藻土磚也列入隔熱耐火制品。隔熱層不僅減少散熱損失和蓄熱損失，還可提高爐子的升溫速度和冷卻速度，以及爐子的效率、作業率和產量。此外還簡化了爐子結構并減輕了爐子自重。
耐火材料的性能有三個方面：(1)力學性能。如耐壓強度、抗折強度。(2)化學性能。如抗渣性、與可控氣氛的反應。(3)物理性能。如體積密度、耐火度、荷重軟化溫度、熱膨脹率、重燒線變化率、熱震穩定性、熱導率和比熱容等(表1～3)。根據耐火材料的用途，從綜合比較需要的各種性能著手，分別選擇若干種耐火材料，*后根據投資和經濟效益予以確認。鑒于某些重要指標(如使用壽命)不易定量計算，只能在選材時按優先程度進行排列與比較，因此設計經驗與使用經驗在選材中仍然起相當作用。根據爐子的設計條件和需考慮的因素，將耐火材料的相應特性歸納為表4。按使用部位的不同，選材時需要考慮的材料特性見表5。爐用耐火材料的發展趨勢是品種多樣化、材料上等化和能夠節約能源。隨著生產技術的發展，耐火纖維除了已用于爐襯的耐火隔熱層外，耐高溫的耐火纖維制品正逐步推廣用于爐襯的耐火層。選材的目標是：根據爐子的類型和不同的使用部位選擇合適的耐火材料品種，同時改進爐子結構設計，構筑多層復合爐襯，使不同溫度區域的各層材料接近同期失效，從而延長爐襯整體使用年限。相同使用條件下有不同材料可供應用時，應優先使用經濟效益好的材料。