刚玉质耐火原料及其分类

刚玉是多晶α-氧化铝材料。氧化铝是地壳的主要组分之一，具有资源丰富、相对廉价易得的优势。刚玉具有耐高温、高强度、高硬度、电绝缘、耐腐蚀等物理化学特性。由此，刚玉成为用途极广泛的耐火材料。

刚玉为三方晶系矿物，其n_o=1.768，n_e=1.760，n_e-n_o=0.008，相对密度为4.02，硬度为9.刚玉有时含有少量Fe、Mn、Cr和Ti等杂质。刚玉可被这些杂质染成不同的颜色。

刚玉的熔点高达2050℃。优质刚玉制品的耐火度大于1900℃，荷重软化开始温度约为1850℃，极限使用温度1950℃，长期使用温度1800℃。但是，刚玉的热膨胀系数为8.6×10^-6℃^-1，属于抗热震性中等偏下的物质。刚玉的硬度为9，是仅低于金刚石和少数人工合成的高硬矿物。氧化铝制品具有很高的强度，常温耐压强度可达2000MPa；常温抗折强度可达250MPa以上，1000℃时抗折强度还有150MPa。高密度的氧化铝制品可以较好地抵御铁、铝、镍、钒等熔融金属的侵蚀；常温下，不受硫酸、盐酸、硝酸、氢氟酸的腐蚀，但高温下，氟化钠、浓硫酸对氧化铝有一定侵蚀。氧化铝对玻璃、炉渣的侵蚀有一定的抵抗力。

根据制造方法不同可将刚玉分为两大类：其一，以矾土为原料直接制造的刚玉原料，如棕刚玉、高铝刚玉；其二，从矾土中提炼出氧化铝，再将工业铝氧制成刚玉原料，如白刚玉、致密刚玉、烧结刚玉等。各种电熔刚玉的性能比较见表：

由上表可知，就纯度和价格而论，白刚玉最高，致密刚玉其次，高铝刚玉再次，棕刚玉最低。白刚玉、致密刚玉都是由工业铝氧生产的。致密刚玉的纯度低于白刚玉，但密度高于白刚玉。高铝刚玉和棕刚玉都是由矾土生产的。棕刚玉的纯度低于高铝刚玉，但真密度高于高铝刚玉。

烧结刚玉是以工业铝氧为原料，经磨细、压球，再经约1800℃超高温烧结制出的耐火原料。烧结刚玉的致密度很高，显气孔率较低，其体积密度≥3.50g/cm³，显气孔率≤4.5%。因此，烧结刚玉具有类似电熔刚玉的性质：高温下具有良好的体积稳定性，不受还原气氛的影响，对金属液和玻璃液的侵蚀有一定抵抗性。下表显示了烧结刚玉的性能：