刚玉质耐火材料产品的种类及特点

对于耐火材料行业来说，刚玉是铝矾土为主要原料经矿业炉炼出的人造材料，可做磨料和耐火材料。纯度较高的为白色叫白刚玉，含有少量杂质的为棕色叫棕刚玉。

一、刚玉用于耐火材料的特性主要有以下几个特点：

1、较高的强度和耐磨性；

2、抗酸性渣的侵蚀和渗透：各类刚玉主晶相是α-Al2O3，具有较好的抗酸性渣的侵蚀和渗透能力。炼铁过程中产生的渣一般是酸性渣，SiO2含量较高而CaO含量较低。

在炼钢和炼铁行业，普遍采用Al2O3基耐火材料当作内衬，如高炉本体的高铝砖、出铁沟的Al2O3-SiC-C质耐火材料（浇注料和捣打料）、炮泥（Al2O3-SiO2-SiC-C质）、铁水包和鱼雷罐等用Al2O3-SiC-C质耐火材料（浇注料和耐火砖）等。

3、材质和性能的多样性：刚玉主晶相是α-Al2O3，可以和许多氧化物和非氧化物相复合，提高了自身的一些性能，如抗热震性，抗渣（酸性或碱性）侵蚀性等。

刚玉与SiO2复合形成刚玉莫来石质耐火材料，与MgO复合形成刚玉-尖晶石质耐火材料，与锆英砂（ZrO2和SiO2）复合形成Al2O3-SiO2-ZrO2质耐火材料，与碳化硅和碳复合形成Al2O3-SiC-C质耐火材料等等。这些复合质耐火材料，成为钢铁、冶炼、石化等行业高温工业炉的首选材料。

4、结合方式的多样性，刚玉和各种结合剂相容性较好，可以采用多种结合方式，比如高温烧结、低温结合等等，可以赋予耐火材料不同的特性。

二、刚玉在耐火材料中主要分为定型产品和不定型产品两大类。

定型产品主要有：

1、刚玉质耐火材料制品：氧化铝含量在98%以上，自结合固相烧结高纯刚玉制品，结合相主要是刚玉，还有少量莫来石等，主要使用在石化工业气化炉、炭黑反应炉、造气炉、氨分解炉、二段转化炉、耐火陶瓷工业的高温超高温窑炉、冶金工业的高炉等。

2、改性高铝砖：

①低蠕变高铝砖：对于蠕变温度为1500℃-1550℃的高铝砖，加入部分电熔刚玉和硅石原料可制得低蠕变率高铝砖。

②磷酸盐结合高铝砖：以或一级高铝矾土熟料作为主要原料，磷酸溶液或磷酸铝溶液作为结合剂，加入少量电熔刚玉、莫来石等，强化基质，于400-600℃热处理而制成的化学结合耐火制品。主要使用在炼铁热风炉、水泥窑、电炉顶、钢包等。

3、刚玉-莫来石制品：采用电熔白刚玉、板状刚玉、电熔莫来石等原料，经配料、混料、高压成型，高温窑中烧制而成。制品主晶相是刚玉，结合相是莫来石。主要使用在陶瓷工业的高温烧成窑及其推板、承烧板等窑具。

浇注料产品：

各类刚玉原料可当作制备浇注料等不定形耐火材料产品的骨料和粉料，根据不同结合剂，按施工方式可分为以下类别：

耐火浇注料：刚玉质、刚玉-尖晶石质、刚玉-SiC-C质。

耐火可塑料：刚玉质，骨料：各类刚玉；结合剂：水玻璃、磷酸盐、有机结合剂。

耐火捣打料：刚玉质，骨料：各类刚玉；结合剂：磷酸、磷酸盐等。

耐火泥浆：用于刚玉质耐火砌体的接缝。

干式振动料：刚玉质中式振动料、刚玉碳化硅振动料。

不定形耐火材料生产工艺流程短、节能，几乎高温工业每一生产环节的冶金炉和热工设备都使用不定形耐火材料，如在钢铁工业中可以用于大型高炉外壳内侧的耐火喷涂、修补，大型高炉出铁沟，高炉炮泥，热风炉热风阀内衬、热风管道内衬，转炉喷补、盛钢桶内衬，炉外精炼浸渍管，轧钢均热炉等。

刚玉具有复相改性：提高抗热震性可以引入莫来石、红柱石、氧化锆等；提高抗酸性渣的侵蚀能力可以引入碳化硅、碳等；提高抗碱性渣的侵蚀能力可以引入氧化镁、镁铝尖晶石、氧化铬等。

三、刚玉耐火材料使用常见问题及解决方案。

1、刚玉杂质含量高，高温性能下降？

基质增强技术，原料质量控制，Na2O、K2O含量的控制。

2、浇注料、预制件和定形砖的颗粒粉化，出现裂纹？

原料控制，质量体系建设。

3、刚玉莫来石砖/低蠕变砖使用过程中的炸包？

加强磁选，去除引起炸包的低硅铁。

4、易粉化刚玉的辨别？

抗水化试验。