氧化物特種耐火材料原料---燒結剛玉
一、濕法生產燒結剛玉
在細磨的工業氧化鋁粉中加入微量助燒劑、有機結合劑1%~2%和15%~20%的水，經真空練泥機混料，困料2天到3天， 經真空擠泥機制坯。磚坯乾燥后在梭式窯或隧道窯中經1700~1800℃高溫燒結成。在燒成過程中，磚坯將產生15%~24%的體積收縮。
1、用濕法或半干法生產燒結剛玉，坯體經過1550~1750℃煅燒后，剛玉熟料的密度比較如下。
煅燒溫度/℃
可塑法密度/g▪cm-3
半干法密度/g▪cm-3
1550
3.52
3.56
1650
3.59
3.68
1750
3.66
3.80
2、燒結剛玉的組織結構是一個緻密α-Al2O3的多晶體，呈乳白色，含有少量的β-Al2O3，不含玻璃相。平均晶粒尺寸為5~80μm，但原料的細度和添加物對氧化鋁的燒結很大的影響。
二、板狀剛玉
板狀剛玉也是燒結剛玉的一種。美國鋁業公司（AICOA)用拜耳法生產的工業氧化鋁原料，經過細磨、成球后，在超高溫豎窯中經過1900℃以上高溫燒成。其特點是具有發育良好的組織結構，晶粒尺寸在50~400μm，顆粒體積密度為3.5~3.7g/cm³。在晶體間封閉了很多5~15μm的圓形氣孔，其顯微結構的晶粒是沿平板方向延伸，具有良好的抗熱震性，極易加工成多稜的顆粒，是製造耐高溫的再結合剛玉磚、剛玉不定形耐火澆注料的良好原料。
三、電熔剛玉（電熔白剛玉）
電熔剛玉有很多品種：電熔白剛玉（GB)、電熔緻密剛玉（GM)、電熔鋯剛玉（GA）、電熔鉻剛玉（GG）、電溶鈦剛玉（GT）、電熔棕剛玉（GZ）、電熔亞白剛玉（GY)。以下主要介紹了電熔白剛玉和電熔緻密剛玉。
電熔剛玉有兩種生產方法。一種是間歇式窯塊法（脫殼爐）；一種是半連續式傾倒法（鍊鋼電爐）。
間歇式窯塊法生產電熔剛玉是目前普遍採用的生產方法。大型爐的變壓器功率在1000~2000kW，每爐次可熔料25~30t。小型爐的變壓器的功率在600~1000kW，每爐次可熔料10~15t。其他工藝參數：熔料時間為15~30h、原料消耗每1t剛玉為1050~1100kg，電耗每1t剛玉為2000~2500kw▪h，電極消耗每1t剛玉為30~50kg，水耗每1t剛玉為10~15m³。
1、電熔白剛玉（電熔剛玉）
電熔白剛玉：以工業氧化鋁為原料，配入少量外加劑以提高溶液的流動性。在工業氧化鋁中分別加入氧化鋯、氧化鉻、氧化鈦可以分別生產鋯剛玉、鉻剛玉和鈦剛玉。
電熔白剛玉的生產工藝如下：
1）電爐拖車結構，在拖車台面上鋪高鋁磚4~5層，鋪剛玉磚2~3層，鋪炭磚厚度大於200mm，在鋪好的拖車底上面，放上水冷爐殼，並通過軌道送入電極中心下面。
2）鋪爐底料，在拖車台面上鋪工業氧化鋁，中間層厚約為200mm，靠爐殼約300mm，防止起弧時溶液外溢。
在爐底料上面用小電極塊鋪成三角形或Y形，3個頂點要與3個電極相對應。亦可用鋁屑和碳粉的混合物做起弧材料。用這種起弧材料起弧操作簡單，不易斷弧，對電熔料不增加雜質污染。鋁屑與碳粉的比例為2：1至3：1。
（3）起弧，先將一支電極下降到與起弧的電極塊接觸，並緊壓，然後下降第二、第三支電極至全部起弧，隨着電流、電壓逐漸提高，熔區擴大后，邊電熔邊加料，以防止斷弧影響操作。
（4）正常操作電流控制在4000~5000A。電熔剛玉有還原和氧化兩種操作方法。還原法是採用厚料層操作法，融料塊呈淺灰色或灰白色，氣孔偏多。氧化法說採用薄料層法，每次加料厚度不超過150mm，常見到弧光，料塊呈白色或灰白色，氣孔較少，熔煉 一層料后，還要繼續電熔精鍊20~30min，以提高熔煉效果。
（5）爐體冷卻，在爐殼外部裝有淋水冷卻裝置，在電熔過程中採用強制水冷可防止爐殼過熱，燒坏造成高溫溶液外溢，停爐后冷卻可提高冷卻速度。
（6）出爐精選，剛玉熔塊的質量有很大的波動。首先要剔除爐底及週邊的未溶料及燒結層。然後選取爐體中間和下部部位的結晶大、氣孔少、緻密度高的熔塊，加工后供耐火材料生產上使用。將餘下呈疏鬆狀、多孔狀的熔塊加工后可供磨料、磨具生產上使用。
2、電熔緻密剛玉
電熔緻密剛玉是一種低氣孔、高密度的電熔剛玉。它主要用於高爐出鐵溝的搗打料、澆注料、鍊鋼用滑板磚、吹氬整體噴槍、鋼包的整體塞棒、侵入式長水口及高密度的剛玉制品。緻密電熔剛玉的生產是採用半連續式傾倒爐進行的。以工業氧化鋁為原料，並在其中加入少量的金屬硅粉或金屬鋁粉的外加物，採用氧化法生產工藝，這種工藝有利於排除溶液中殘留的氣體和炭素，可以降低剛玉的氣孔率，提高密度。在緻密剛玉中，即使含有極少的炭素也會形成極易水化的碳化鋁。碳化鋁在濕空氣狀態下或與水接觸時產生水解作用。
在細磨的工業氧化鋁粉中加入微量助燒劑、有機結合劑1%~2%和15%~20%的水，經真空練泥機混料，困料2天到3天， 經真空擠泥機制坯。磚坯乾燥后在梭式窯或隧道窯中經1700~1800℃高溫燒結成。在燒成過程中，磚坯將產生15%~24%的體積收縮。
1、用濕法或半干法生產燒結剛玉，坯體經過1550~1750℃煅燒后，剛玉熟料的密度比較如下。
煅燒溫度/℃
可塑法密度/g▪cm-3
半干法密度/g▪cm-3
1550
3.52
3.56
1650
3.59
3.68
1750
3.66
3.80
2、燒結剛玉的組織結構是一個緻密α-Al2O3的多晶體，呈乳白色，含有少量的β-Al2O3，不含玻璃相。平均晶粒尺寸為5~80μm，但原料的細度和添加物對氧化鋁的燒結很大的影響。
二、板狀剛玉
板狀剛玉也是燒結剛玉的一種。美國鋁業公司（AICOA)用拜耳法生產的工業氧化鋁原料，經過細磨、成球后，在超高溫豎窯中經過1900℃以上高溫燒成。其特點是具有發育良好的組織結構，晶粒尺寸在50~400μm，顆粒體積密度為3.5~3.7g/cm³。在晶體間封閉了很多5~15μm的圓形氣孔，其顯微結構的晶粒是沿平板方向延伸，具有良好的抗熱震性，極易加工成多稜的顆粒，是製造耐高溫的再結合剛玉磚、剛玉不定形耐火澆注料的良好原料。
三、電熔剛玉（電熔白剛玉）
電熔剛玉有很多品種：電熔白剛玉（GB)、電熔緻密剛玉（GM)、電熔鋯剛玉（GA）、電熔鉻剛玉（GG）、電溶鈦剛玉（GT）、電熔棕剛玉（GZ）、電熔亞白剛玉（GY)。以下主要介紹了電熔白剛玉和電熔緻密剛玉。
電熔剛玉有兩種生產方法。一種是間歇式窯塊法（脫殼爐）；一種是半連續式傾倒法（鍊鋼電爐）。
間歇式窯塊法生產電熔剛玉是目前普遍採用的生產方法。大型爐的變壓器功率在1000~2000kW，每爐次可熔料25~30t。小型爐的變壓器的功率在600~1000kW，每爐次可熔料10~15t。其他工藝參數：熔料時間為15~30h、原料消耗每1t剛玉為1050~1100kg，電耗每1t剛玉為2000~2500kw▪h，電極消耗每1t剛玉為30~50kg，水耗每1t剛玉為10~15m³。
1、電熔白剛玉（電熔剛玉）
電熔白剛玉：以工業氧化鋁為原料，配入少量外加劑以提高溶液的流動性。在工業氧化鋁中分別加入氧化鋯、氧化鉻、氧化鈦可以分別生產鋯剛玉、鉻剛玉和鈦剛玉。
電熔白剛玉的生產工藝如下：
1）電爐拖車結構，在拖車台面上鋪高鋁磚4~5層，鋪剛玉磚2~3層，鋪炭磚厚度大於200mm，在鋪好的拖車底上面，放上水冷爐殼，並通過軌道送入電極中心下面。
2）鋪爐底料，在拖車台面上鋪工業氧化鋁，中間層厚約為200mm，靠爐殼約300mm，防止起弧時溶液外溢。
在爐底料上面用小電極塊鋪成三角形或Y形，3個頂點要與3個電極相對應。亦可用鋁屑和碳粉的混合物做起弧材料。用這種起弧材料起弧操作簡單，不易斷弧，對電熔料不增加雜質污染。鋁屑與碳粉的比例為2：1至3：1。
（3）起弧，先將一支電極下降到與起弧的電極塊接觸，並緊壓，然後下降第二、第三支電極至全部起弧，隨着電流、電壓逐漸提高，熔區擴大后，邊電熔邊加料，以防止斷弧影響操作。
（4）正常操作電流控制在4000~5000A。電熔剛玉有還原和氧化兩種操作方法。還原法是採用厚料層操作法，融料塊呈淺灰色或灰白色，氣孔偏多。氧化法說採用薄料層法，每次加料厚度不超過150mm，常見到弧光，料塊呈白色或灰白色，氣孔較少，熔煉 一層料后，還要繼續電熔精鍊20~30min，以提高熔煉效果。
（5）爐體冷卻，在爐殼外部裝有淋水冷卻裝置，在電熔過程中採用強制水冷可防止爐殼過熱，燒坏造成高溫溶液外溢，停爐后冷卻可提高冷卻速度。
（6）出爐精選，剛玉熔塊的質量有很大的波動。首先要剔除爐底及週邊的未溶料及燒結層。然後選取爐體中間和下部部位的結晶大、氣孔少、緻密度高的熔塊，加工后供耐火材料生產上使用。將餘下呈疏鬆狀、多孔狀的熔塊加工后可供磨料、磨具生產上使用。
2、電熔緻密剛玉
電熔緻密剛玉是一種低氣孔、高密度的電熔剛玉。它主要用於高爐出鐵溝的搗打料、澆注料、鍊鋼用滑板磚、吹氬整體噴槍、鋼包的整體塞棒、侵入式長水口及高密度的剛玉制品。緻密電熔剛玉的生產是採用半連續式傾倒爐進行的。以工業氧化鋁為原料，並在其中加入少量的金屬硅粉或金屬鋁粉的外加物，採用氧化法生產工藝，這種工藝有利於排除溶液中殘留的氣體和炭素，可以降低剛玉的氣孔率，提高密度。在緻密剛玉中，即使含有極少的炭素也會形成極易水化的碳化鋁。碳化鋁在濕空氣狀態下或與水接觸時產生水解作用。
