选课课号：(2012-2013-1)-B110344-320001-1 选课类型：任选课
《耐火材料》课程论文
题目： 硅酸铝质耐火材料
姓名： 学号： 专业班级： 指导教师：
重庆科技学院冶金与材料工程学院 中国 重庆
刚玉质耐火材料
摘要：刚玉质耐火材料（ corundum refractories）又称氧化铝制品。氧化铝含量大于90%,以刚玉为主晶相的耐火材料。电熔刚玉熟料有棕刚玉和白刚玉两类，其制品也有再结合电熔棕刚玉砖和白刚玉砖之分。制品机械强度高，硬度大，耐热震性好，有良好耐磨性、抗氧化性和抗腐蚀性。
关键词：刚玉质耐火材料 热震性 抗氧化性 抗腐蚀性
一、 刚玉质耐火材料的组成成分
刚玉(CorundumКорунд)，名称源于印度，系矿物学名称，主要成分是Al2O3。刚玉Al2O3的同质异相主要有三种变体，分别为α- Al2O3、β- Al2O3、γ- Al2O3。刚玉在莫氏硬度表中位列第9级。比重为4.00，有六角柱体的晶格结构。因为刚玉的硬度几次于金刚石，且比钻石的价格低廉得多，所以成了砂纸及研磨工具的好材料，主要用于高级研磨材料。手表和精密机械的轴承材料，色彩绚丽的晶体作为宝石。掺有金属铬的刚玉颜色鲜红，一般称之为红宝石；而蓝色或没有色的刚玉，普遍都会被归入蓝宝石的类别。作为激光发射材料的红宝石系人造晶体。红宝石和蓝宝石都属于刚玉矿物，除星光效应外，只有半透明-透明且色彩鲜艳的刚玉才能做宝石。
二、刚玉质耐火材料的性质
刚玉制耐火材料是指以Al2O3为主成分,主晶相为α- Al2O3（刚玉）的耐火材料。由于它具有耐高温、硬度大、抗氧化、耐腐蚀、电绝缘、气密性好等优良性能，因此具有广泛的用途。
天然刚玉在自然界中分布量很少，且不集中，主要用作机械工业的研磨材料以及珍贵的工艺品。到目前为止，还没有了利用天然刚玉生产耐火材料的报道。耐火材料工业上使用的刚玉原料都是从含Al2O3矿物的矿石，主要是铝土矿中提取氧化铝，再由氧化铝制取。
三、刚玉质耐火材料的种类
1、烧结刚玉耐火材料
（1）用烧结刚玉熟料制造的刚玉制品，一般称为再结合烧结刚玉制品；
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（2）用轻烧刚玉粉的颗粒及细粉制造的刚玉制品，也称为烧结氧化铝制品。
2、电熔刚玉耐火材料
（1） 熔铸刚玉制品：将氧化铝原料的配合料在高于熔融温度下融化后，浇在
预制的耐火模型中，经过冷却固化是结晶发育长大而形成的制品， 称为熔铸刚玉耐火材料。一般采用电熔方法融化。
将氧化铝原料配合料在高于熔融温度下熔化后，浇注在预制的耐火模型中，经过冷却固化使结晶发育长大而形成的制品，称为熔铸刚玉耐火材料。一般采用电熔方法熔化。
（2） 再结合电熔刚玉制品：再结合电刚玉制品以电熔刚玉熟料为颗粒料，电熔刚玉细粉或烧结刚玉细粉为基质，配合制成的再结合烧结制品。其生产工艺要点为：电熔刚玉原料的处理。用电熔棕刚玉或白刚玉为原料时，需将熔块砸碎后拣选，除去棕刚玉块夹带的硅铁合金或其他杂质成分。白刚玉块应拣除呈片状结晶的高铝酸钠，以及其他低熔物，这些杂质矿物由于密度小，通常浮于刚玉熔块的表面，较易鉴别。刚玉中含有少量的有害成分，会使制品烧结不良或开裂，故在使用前应预先进行煅烧。未拣净的硅铁合金在500-1000度时氧化分解成Fe2O3
和SiO2,含钛矿物氧化成TiO2（金红石）等，均产生较大的体积膨胀，经过预烧，使这些分解、氧化反应所带来的破坏应力消除在预烧过程中，避免在制品烧成时因为这些杂质矿物的反应产生膨胀而引起制品开裂。
再结合电熔白刚玉制品的化学组成与性能
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四、刚玉质耐火材料—耐火砖
Al2O3含大于90%以上的耐火砖称为刚玉质耐火砖，亦称为纯氧化铝耐火砖制品。刚玉硬度很高（为莫氏硬度9级），熔点也高。这些都与结构中Al—0键的牢固性有密切关系。因此，α- Al2O3是制作高温耐火砖和高温电绝缘材料的主要物相。
刚玉耐火砖具有抵抗酸、碱性炉渣、金属和玻璃溶液作用的良好稳定性。它在高温下的氧化性气氛或是在还原性气氛中使用，均能收到良好的使用效果。刚玉耐火砖的基本材料是电熔刚玉或烧结刚玉。
有些厂家为改善刚玉耐火砖制品的某些性能，常向刚玉材料中加入某些化学一矿物成分，形成复合刚玉耐火砖。如锆刚玉耐火砖、铬刚玉耐火砖、钛刚玉耐火砖等。
五、刚玉质耐火材料的应用
由于刚玉质耐火材料具有很好的高温性能，适用于各种适用条件。不仅可
以砌筑高炉炉腹，还可以用于高炉和其他炉窑的热风炉。可用于1500~1700℃的炉墙、炉顶和格子砖，煤气预热器，在碳、甲烷、天然气和焦炉煤气直接作用下的设备内衬和砖各自等，钢的炉外真空处理和连铸装置，对无烟煤和其他碳制材料进行高温处理连续作业的立式炉，高温碳化炉，高温荷重很大的窑炉，操作
温度为1800℃的隧道窑及其他窑炉（低碱性氧化铝为主的刚玉制品使用温度可达1920~1950℃）作为催化剂和
载热体喷嘴小球，沸腾炉风口带（如煅烧汞矿用），加热炉炉底，替代机器磨损快的金属部件和内衬，生产玻璃球和玻璃纤维的高温玻璃熔窑顶和内衬等。
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参考文献
【1】《现代材料科学与工程辞典》 山东科学技术出版社 2001-08 【2】《耐火材料》（第2版） 冶金工业出版社 2009-09 【3】李红霞 耐火材料手册[M] 北京:冶金工业出版社 2007
【4】宋希文 耐火材料工艺学[M] 北京：化学工业工艺出版社 【5】王诚川 钢包用耐火材料[M] 北京：冶金工业出版社 【6】梁训裕 刘景林编译。碳化硅耐火材料[M].北京：北京工业出版社 【7】http://baike.baidu.com/view/31769.htm
2008 2003 。 - 5 -
1981