原料简述
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，刚玉成为用途极为广泛的耐火材料。
刚玉为三方晶系矿物，no= 1.768，ne = 1.760，no一ne= 0.008,相对密 度为4.02,硬度为9。刚玉有时含少量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°C。优质刚玉制品的耐火度大于1900°C，荷重软化开始温度约1850°C,极限使用温度1950°C，长期使用温度1800°C。但是，刚玉的热膨胀系数为8.6,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。
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°C的超高温烧 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。
棕刚玉
1.原料特性
棕刚玉是以矾土，无烟煤和铁屑为原料，在电弧炉中熔炼，经熔炼，脱硅，除铁，减钛，冷却制得的刚玉原料。
冶炼棕刚玉时，矾土熔化后因密度较小，漂浮在熔液的上层;铁屑熔化后因密度较大，沉降到熔液的下部。同时，无烟煤中的炭将矾土中SiO2，Fe2O3,TiO2还原成金属。这些金属与由铁屑形成的金属熔体混合，形成密度较大的硅铁合金，沉降都炉底。随后，刚玉熔液被冷却，结晶后形成刚玉晶体。由于含有杂质，用此法方获得的刚玉成棕色而被称为棕刚玉。棕刚玉的氧化铝含量可达到97%以上，研磨能力0.1(金刚石的研磨能力为1)，有一定的韧性，抗破碎能力较强，加之价格便宜，在耐火材料和磨料具上得到了广泛应用。
2.技术指标
GB/T2478-1996(普通磨料 棕刚玉)规定了棕刚玉的技术条件。
高铝刚玉
高铝刚玉又名亚白刚玉，实质上是对棕刚玉工艺进行改进制造出的产品。高铝刚玉的纯度较高，价格较低，为耐火材料提供了一种新的选择。但是，高铝刚玉生产流程复杂，工艺参数可变范围狭窄。如果控制不当，高铝刚玉的质量比其他刚玉原料更容易受到影响。
制造高铝刚玉的要点：其一是要进行深度还原，最大限度地除去杂质，且仅仅形成少量的Al4C3等碳化物;其二，还原完毕，进行氧化，向熔池吹氧，或加入Fe2O3, Si02等氧化剂，破坏形成的碳化物。
高铝刚玉的优势主要体现在性价比上。高铝刚玉的氧化铝含量可以达到98%以上，但价格和棕刚玉差不多。高铝刚玉的价格比棕刚玉高约12%，只相当于白刚玉价格的约55%。
白刚玉
白刚玉以工业铝氧为原料，经髙温熔炼而成，其Al2O3含量>98%，呈白色，晶粒大，主晶相呈长条形或菱形，显气孔率为6%〜10%。由于气孔较多，白刚玉呈现脆而硬的性质，研磨能力为0.12,稍高于棕刚玉(0.10)，用于制作高档耐火材料，也是主要的磨料品种之一。
GB/T 2479—1996《普通磨料白刚玉》规定了白刚玉的技术条件。
从表6-16可知，GB/T2479-1996对白刚玉中有害物质Na2O含量的限制过宽。表6-16中，Na2O含量最低的才0.5%，最高的达0.9%。所以，采购时一定要注意选择制造厂家，签约时规定Na2O的含量，交货时检测Na2O的指标。
致密刚玉
1.原料特性
致密刚玉是以工业铝氧为原料，添加少量外加剂制成的电熔刚玉。致密刚玉有两个特点：1杂质总量稍高;2用还原性气氛生产。
致密刚玉呈灰白色，氧化铝含量≥98%，体积密度≥3.8g/cm3，显气孔率≤4%。致密刚玉的SiO2含量高于白刚玉，但NaO的含量明显低于白刚玉，详见两种刚玉的技术指标对比。
2.技术指标
我国黑色冶金标准YB/T1-1997规定了致密电熔刚玉的技术条件，见表6-17。
烧结刚玉
烧结刚玉是以工业铝氧为原料，经磨细压成料球或坯体，在1750〜1900°C 烧结而成的粒状刚玉材料。一般要求，烧结刚玉的Al2O3含量>99.3%，真密度>3.98/gCm3，体积密度>3.4g/Cm3，显气孔率<5%。
“板状刚玉”因其刚玉晶体在显微镜二维截面图形下看类似板状而得名。但如果复原成三维图像，刚玉晶体则不一定是板状。其实，“板状刚玉”只是一种 经高温烧结的高纯刚玉原料。“板状刚玉”中，α-Al203晶体充分发育，晶粒尺寸40〜200um，晶内有很多5〜15um封闭的气孔。在性能上，“板状刚玉”具有优于电熔刚玉的抗热震性。
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，刚玉成为用途极为广泛的耐火材料。
刚玉为三方晶系矿物，no= 1.768，ne = 1.760，no一ne= 0.008,相对密 度为4.02,硬度为9。刚玉有时含少量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°C。优质刚玉制品的耐火度大于1900°C，荷重软化开始温度约1850°C,极限使用温度1950°C，长期使用温度1800°C。但是，刚玉的热膨胀系数为8.6,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。
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°C的超高温烧 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。
棕刚玉
1.原料特性
棕刚玉是以矾土，无烟煤和铁屑为原料，在电弧炉中熔炼，经熔炼，脱硅，除铁，减钛，冷却制得的刚玉原料。
冶炼棕刚玉时，矾土熔化后因密度较小，漂浮在熔液的上层;铁屑熔化后因密度较大，沉降到熔液的下部。同时，无烟煤中的炭将矾土中SiO2，Fe2O3,TiO2还原成金属。这些金属与由铁屑形成的金属熔体混合，形成密度较大的硅铁合金，沉降都炉底。随后，刚玉熔液被冷却，结晶后形成刚玉晶体。由于含有杂质，用此法方获得的刚玉成棕色而被称为棕刚玉。棕刚玉的氧化铝含量可达到97%以上，研磨能力0.1(金刚石的研磨能力为1)，有一定的韧性，抗破碎能力较强，加之价格便宜，在耐火材料和磨料具上得到了广泛应用。
2.技术指标
GB/T2478-1996(普通磨料 棕刚玉)规定了棕刚玉的技术条件。
高铝刚玉
高铝刚玉又名亚白刚玉，实质上是对棕刚玉工艺进行改进制造出的产品。高铝刚玉的纯度较高，价格较低，为耐火材料提供了一种新的选择。但是，高铝刚玉生产流程复杂，工艺参数可变范围狭窄。如果控制不当，高铝刚玉的质量比其他刚玉原料更容易受到影响。
制造高铝刚玉的要点：其一是要进行深度还原，最大限度地除去杂质，且仅仅形成少量的Al4C3等碳化物;其二，还原完毕，进行氧化，向熔池吹氧，或加入Fe2O3, Si02等氧化剂，破坏形成的碳化物。
高铝刚玉的优势主要体现在性价比上。高铝刚玉的氧化铝含量可以达到98%以上，但价格和棕刚玉差不多。高铝刚玉的价格比棕刚玉高约12%，只相当于白刚玉价格的约55%。
白刚玉
白刚玉以工业铝氧为原料，经髙温熔炼而成，其Al2O3含量>98%，呈白色，晶粒大，主晶相呈长条形或菱形，显气孔率为6%〜10%。由于气孔较多，白刚玉呈现脆而硬的性质，研磨能力为0.12,稍高于棕刚玉(0.10)，用于制作高档耐火材料，也是主要的磨料品种之一。
GB/T 2479—1996《普通磨料白刚玉》规定了白刚玉的技术条件。
从表6-16可知，GB/T2479-1996对白刚玉中有害物质Na2O含量的限制过宽。表6-16中，Na2O含量最低的才0.5%，最高的达0.9%。所以，采购时一定要注意选择制造厂家，签约时规定Na2O的含量，交货时检测Na2O的指标。
致密刚玉
1.原料特性
致密刚玉是以工业铝氧为原料，添加少量外加剂制成的电熔刚玉。致密刚玉有两个特点：1杂质总量稍高;2用还原性气氛生产。
致密刚玉呈灰白色，氧化铝含量≥98%，体积密度≥3.8g/cm3，显气孔率≤4%。致密刚玉的SiO2含量高于白刚玉，但NaO的含量明显低于白刚玉，详见两种刚玉的技术指标对比。
2.技术指标
我国黑色冶金标准YB/T1-1997规定了致密电熔刚玉的技术条件，见表6-17。
烧结刚玉
烧结刚玉是以工业铝氧为原料，经磨细压成料球或坯体，在1750〜1900°C 烧结而成的粒状刚玉材料。一般要求，烧结刚玉的Al2O3含量>99.3%，真密度>3.98/gCm3，体积密度>3.4g/Cm3，显气孔率<5%。
“板状刚玉”因其刚玉晶体在显微镜二维截面图形下看类似板状而得名。但如果复原成三维图像，刚玉晶体则不一定是板状。其实，“板状刚玉”只是一种 经高温烧结的高纯刚玉原料。“板状刚玉”中，α-Al203晶体充分发育，晶粒尺寸40〜200um，晶内有很多5〜15um封闭的气孔。在性能上，“板状刚玉”具有优于电熔刚玉的抗热震性。
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