剛玉耐火材料是指以Al2O3為主成分，主晶相為儀α-AL2O3(剛玉)的耐火材料。由于它具有耐高溫、硬度大、強度高、抗氧化、耐腐蝕、電絕緣、氣密性好等優(yōu)良性能，因此具有廣泛的用途。

天然剛玉在自然界中分布量很少，且不集中，主要用作機械工業(yè)的研磨材料以及珍貴的工藝品。到目前為止，還沒有利用天然剛玉生產(chǎn)耐火材料的報道。耐火材料工業(yè)上使用的剛玉原料都是從含AL2O3礦物的礦石，主要是鋁土礦中提取氧化鋁，再由氧化鋁制取。

1、燒結(jié)剛玉耐火材料

燒結(jié)剛玉耐火材料，由于所用原料的不同，可分為：

（1）用燒結(jié)剛玉熟料制造的剛玉制品，一般稱為再結(jié)合燒結(jié)剛玉制品；

（2）燒剛玉粉的顆粒及細(xì)粉制造的剛玉制品，也稱為燒結(jié)氧化鋁制品。

燒結(jié)剛玉耐火材料除了剛玉原料的純度較高外，與傳統(tǒng)的耐火材料的生產(chǎn)工藝沒有差異。

1.1燒結(jié)氧化鋁制品

所用原料主要是工業(yè)氧化鋁。工業(yè)氧化鋁難以燒結(jié)，為改善其燒結(jié)性，降低燒結(jié)溫度，需將工業(yè)氧化鋁高度細(xì)粉碎并預(yù)燒，也可加入少量促進燒結(jié)的加入物。工業(yè)氧化鋁在使用前應(yīng)在—1600。C預(yù)燒，使γ-L2O3轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的α-AL2O3，并能減少制品的燒成收縮。缺點是燒后材料變硬，不易細(xì)磨。為了除掉粉碎過程中帶入的鐵，可用鹽酸酸洗處理，再經(jīng)多次水洗后，分離出白色的α-AL2O3，再經(jīng)干燥破碎而制得坯料。

根據(jù)制品的用途、性質(zhì)要求、形狀尺寸確定成型方法。具體的成型方法有：應(yīng)用水懸浮液(泥漿)在石膏模內(nèi)進行泥漿澆注成型(坩堝、管子及其他中空制品)；形狀復(fù)雜、尺寸小的制品采用熱壓注或擠壓法成型；大型制品可采用機壓或氣錘搗打成型。制品在1600～1800℃成，燒成設(shè)備有小斷面高溫隧道窯和倒焰窯。對于管狀制品，應(yīng)在活頂?shù)寡娓G中吊裝燒成，以防燒成中變形。燒成后進行切割加工。

1.2再結(jié)合燒結(jié)剛玉制品

以燒結(jié)氧化鋁(燒結(jié)剛玉)為顆粒料，與剛玉細(xì)粉配制成泥料，經(jīng)成型、干燥和燒成的制品，也稱為剛玉熟料耐火材料。

高純燒結(jié)剛玉制品中，顆粒料和細(xì)粉應(yīng)采用同一成分的純剛玉熟料(細(xì)粉也可采用n—AL2O3型的細(xì)小晶粒的氧化鋁)。在生產(chǎn)普通燒結(jié)剛玉制品時，為了提高其熱震穩(wěn)定性或抗渣性，一般允許加入小于10％的第二組分，第二組分主要是莫來石。為改善成型性能，常加入適量的有機黏結(jié)劑。泥料應(yīng)進行非常充分的混練，必要時困料，泥料水分一般波動于5％～8％。普通制品采用半干壓成型。形狀復(fù)雜、尺寸較大的制品，采用氣錘搗打或振動成型。特殊制品則用特殊設(shè)計的模具，采用流體等靜壓成型。剛玉熟料制品必須在高溫下燒成。燒成溫度介于1650～。C之問，有時達到1850。C。適當(dāng)提高燒成溫度，可以相應(yīng)地提高制品的強度和密度。

2、電熔剛玉耐火材料

電熔剛玉耐火材料按照制造工藝可分為熔鑄剛玉磚和再結(jié)合(半再結(jié)合)電熔剛玉磚。熔鑄剛玉磚是以工業(yè)氧化鋁及少量純堿和石英粉在電弧爐內(nèi)熔融，再經(jīng)鑄型、退火等工序，最后機械加工成所需的形狀、尺寸。再結(jié)合(半再結(jié)合)電熔剛玉磚使用電熔剛玉顆粒及細(xì)粉，加入結(jié)合劑，經(jīng)充分混練后，用壓磚機成型，磚坯烘干后高溫?zé)伞?/SPAN>

2.1? 熔鑄剛玉制品

將氧化鋁原料的配合料在高于熔融溫度下熔化后，澆注在預(yù)制的耐火模型中，經(jīng)過冷卻固化使結(jié)晶發(fā)育長大而形成的制品，稱為熔鑄剛玉耐火材料。一般采用電熔方法熔化。

以工業(yè)氧化鋁為主要原料電熔的熔鑄剛玉耐火材料是經(jīng)過配合料熔化、精煉，然后澆鑄到模型中，鑄件經(jīng)過凝固、退火、切割、磨削和預(yù)組裝，成為合格產(chǎn)品。按其化學(xué)礦物組成主要有三種類型：

（1）α-AL2O3磚。又稱電熔α-AL2O3磚，是以α-A12O3晶相的熔鑄耐火材料。α-AL2O3，含量約95％，β-AL2O3含量為5％～10％，玻璃相較少。這種磚結(jié)構(gòu)致密，耐火度和高溫結(jié)構(gòu)強度較高，高溫化學(xué)穩(wěn)定性好，但在堿金屬氧化物的作用下，可能轉(zhuǎn)化為β-AL2O3而發(fā)生體積增大，適用于砌筑玻璃窯冷卻池部位和上部結(jié)構(gòu)，以及有色金屬冶煉爐及高溫隧道窯。

（2）熔鑄β-AL2O3磚。又稱電熔β-AL2O3磚，是以β-AL2O3為主晶相的熔鑄耐火材料。β-AL2O3含量約99.5％，以較大的板狀結(jié)晶互相嚙合，玻璃相較少，約占0.5％以下，對堿蒸氣呈惰性。在不含堿的氣氛中，易分離出堿而轉(zhuǎn)化為α-AL2O3，并伴隨有體積收縮，而可能引起磚的碎裂。熔鑄β-AL2O3磚抗熱震性較好，700℃到常溫空氣循環(huán)可達40次左右，一般適用于砌筑玻璃熔窯的上部結(jié)構(gòu)。

（3）熔鑄α、β-AL2O3磚。又稱電熔α、β-AL2O3磚，是含α-AL2O3和β-AL2O3的熔鑄制品。α-AL2O3含量約40％～55％，β-AL2O3含量約45％～60％，玻璃相極少。同β-AL2O3型制品相比，抗玻璃液的侵蝕能力較強，高溫下抗堿蒸氣的作用也較好，可用于玻璃窯上部結(jié)構(gòu)，也可用于直接與玻璃液接觸的低溫部位。河南耐火材料廠生產(chǎn)的電熔剛玉磚理化指標(biāo)如下圖。

2.2再結(jié)合電熔剛玉制品

再結(jié)合電熔剛玉制品以電熔剛玉熟料為顆粒料，電熔剛玉細(xì)粉或燒結(jié)剛玉細(xì)粉為基質(zhì)，配合制成的再結(jié)合燒結(jié)制品。

作為原料的電熔棕剛玉或白剛玉，顆粒料用電磁除鐵，細(xì)磨粉料則采用酸洗除鐵。粒度配比應(yīng)采用多級配比，減少中間顆粒，增加細(xì)粉量(含一定量超微細(xì)粉)，有利于提高制品的密度和燒結(jié)性能。加入一定量的結(jié)合劑，混合均勻，水分約為3％～4％。經(jīng)高壓成型，獲得致密磚坯。電熔剛玉制品的純度高，難燒結(jié)，需在高于1800℃下燒成。小批量生產(chǎn)時，以高溫間歇窯為宜，成批穩(wěn)定生產(chǎn)時可用小型高溫隧道窯。再結(jié)合電熔白剛玉磚的化學(xué)組成與性能如下圖。

3、剛玉質(zhì)耐火材料的應(yīng)用

由于剛玉質(zhì)耐火材料具有很好的高溫性能，適用于各種使用條件。不僅可以砌筑高爐爐腹，還可以用于高爐和其他爐窯的熱風(fēng)爐。可用于1500～1700℃的爐墻、爐頂和格子磚，煤氣預(yù)熱器，在碳、甲烷、天然氣和焦?fàn)t煤氣直接作用下的設(shè)備內(nèi)襯和磚格子等，鋼的爐外真空處理和連鑄裝置，對無煙煤和其他碳質(zhì)材料進行高溫處理連續(xù)作業(yè)的立式爐，高溫炭化爐，高溫荷重很大的窯爐，操作溫度為1800℃的隧道窯及其他窯爐(低堿性氧化鋁為主的剛玉制品使用溫度可達1920～1950℃)作為催化劑和載熱體噴嘴小球，沸騰爐風(fēng)口帶(如煅燒汞礦用)，加熱爐爐底，替代機器磨損快的金屬部件和內(nèi)襯，生產(chǎn)玻璃球和玻璃纖維的高溫玻璃熔窯頂和內(nèi)襯等。