剛玉磚(sintered corundum brick)以致密的氧化鋁熟料為原料制成的剛玉磚。該磚具有較高熔點(diǎn)，高溫下性能穩(wěn)定，常溫及高溫機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性良好?？菇饘偾治g和抗氧化、還原性能優(yōu)越。
生產(chǎn)剛玉磚所用原料是將高純工業(yè)氧化鋁經(jīng)過煅燒后細(xì)磨(有時(shí)也加入少量MgO添加劑，以改善其晶體結(jié)構(gòu))，壓制成坯體，在1850℃以上煅燒。高溫煅燒使坯體結(jié)構(gòu)中氣孔減少，晶粒增大約25～40倍。良好的燒結(jié)剛玉晶體呈致密的板狀結(jié)構(gòu)。
燒結(jié)剛玉磚生產(chǎn)工藝是將燒結(jié)剛玉分別破碎至3mm粗顆粒及部分小于0.074mm細(xì)粉，有的加入少量粘土及其它結(jié)合劑進(jìn)行混練，用高壓力摩擦壓磚機(jī)或油壓機(jī)成型，磚坯經(jīng)烘干后裝入高溫窯內(nèi)燒成。一般純度較高的燒結(jié)剛玉磚，其燒成溫度1750～1800℃。
如加入少量粘土或添加劑，燒成溫度可在1600～1700℃。
TiO2、Fe203、MgO、CaO和R2O都是剛玉磚的雜質(zhì)，這些雜質(zhì)主要來自原料。還有原料磨細(xì)時(shí)帶人的氧化鐵。氧化鋁中含有小于0.01％的TiO2，還有作為促進(jìn)燒結(jié)的添加物或者硅酸鋁原料的雜質(zhì)，使TiO2含量達(dá)到l％—1.5％。TiO2及Fe203、FeO使剛玉磚的蠕變應(yīng)力減小。
用磷酸鹽結(jié)合的剛玉磚密實(shí)而堅(jiān)固，引人P205小于3％，剛玉磚的耐火性質(zhì)稍有降低，蠕變應(yīng)力和斷裂強(qiáng)度亦降低，因此受高溫荷重作用的剛玉磚不宜引入P205。
般剛玉磚的氣孔率大都在18％—23％。閉口氣孔率在3％—6.6%之間波動(dòng)，閉口氣孔是剛玉結(jié)晶顆粒內(nèi)的氣孔?？梢愿鶕?jù)閉口氣孔率增加程度考慮提高剛玉磚的密度。提高剛玉磚的密度，透氣度降低，證明氣孔尺寸減小。
剛玉熟料的煅燒溫度及剛玉磚的燒成溫度對(duì)剛玉磚的氣孔率有決定性的影。向，其次泥料的顆粒組成、添加物和磚坯的成型壓力對(duì)剛玉磚的氣孔率都有重要影響。
剛玉熟料煅燒溫度由1300℃升高到1750℃，純剛玉磚的氣孔率由3％—4%增大到15％—16％，而熟料煅燒溫度由1300℃提高到1500℃，剛玉磚氣孔率由3％—4％增大到8％—10％。降低剛玉制晶的燒成溫度，同樣使剛玉磚的氣孔率增大，特別是剛玉磚燒成溫度與所采用的剛玉熟料煅燒溫度一樣時(shí)，剛玉磚的氣孔率增大很多。
泥料顆粒組成對(duì)剛玉磚氣孔率的影響，主要是磚坯顆粒堆積密度的關(guān)系，而泥料的細(xì)顆粒數(shù)量對(duì)剛玉磚的燒結(jié)有重大影響。燒結(jié)剛玉熟料的臨界顆粒尺寸由lmm增大到3mm，純剛玉剛玉磚的氣孔率稍有降低(降低1—3%)，細(xì)顆粒含量由25％增加到45％及成型壓力由25—30MPa增加到100MPa，有同樣的影響。采用1000—1200MPa的成型壓力，即使用電熔剛玉為主要原料，也能獲得致密制品。
剛玉磚的抗熱震性較差，因?yàn)榇箢w粒和細(xì)粉之間連結(jié)較好的致密結(jié)構(gòu)，使剛玉磚的彈性模量相當(dāng)大。
剛玉磚具有很強(qiáng)的抗渣性。對(duì)高爐煉鐵熔渣，燃料渣、以及鋼和鐵的熔體很穩(wěn)定。
剛玉磚有很寶貴的性質(zhì)：在高溫下有很好的抗碳還原穩(wěn)定性。降低制品的氣孔率和減少SiO2雜質(zhì)含量，該性能顯著提高。
剛玉磚的生產(chǎn)原料：
1：鋁凡土，高嶺土，粘土，硅藻土，主要有土組成，耐火性比較好。
2：石：瑩石，藍(lán)晶石，紅柱石，鎂橄欖石，蛭石，莫來石，葉蠟石，綠泥石，白云石，硅線石，鎂鋁尖晶石，硅石，主要有石材組成，耐火性較好。
3：陶砂，鋯英砂，石英砂，鎂砂，耐火性和石材相當(dāng)。
4：鉻礦，耐火性好。
5：金屬鋁粉，硅微粉，金屬硅粉，剛玉磚，透氣磚耐火性非常好。
6：瀝青，石墨，酚醛樹脂，珍珠巖，漂珠，賽隆，剛玉，硫酸硅，碳化硅，水玻璃，硅溶膠，碳化硼，鋁酸鈣水泥，氮化材料，頁巖陶粒，氧化鋁，鋁溶膠，氧化鋯等。
剛玉磚的優(yōu)點(diǎn)性能：
1.具有較好的燒結(jié)活性，可以提高剛玉磚的致密程度；
2.板狀剛玉的剛玉磚體積密度高，顯氣孔率低；
3.具有較高的常溫耐壓強(qiáng)度，常溫抗折強(qiáng)度和高溫抗折強(qiáng)度；
4.耐磨性能最好；
5.抗煤氣化爐渣和渣油渣侵蝕和滲透性能優(yōu)于純電熔白剛玉磚；?
6.作為骨料可提高剛玉磚的熱震穩(wěn)定性；
由于剛玉磚具有很好的高溫性能，適用于各種各樣的使用條件：不僅可以砌筑高爐爐胸，還可以用于高爐和其他窯爐的熱風(fēng)爐，1500—1700℃的爐墻、爐頂和格子磚；煤氣預(yù)熱器及分壓低的，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(duì)無煙煤和其他碳質(zhì)材料進(jìn)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℃的隧道窯及其他爐窯(低堿氧化鋁為主的剛玉制品使用溫度町達(dá)到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)；加熱爐底；替代機(jī)器磨損快的金屬部件和內(nèi)襯，其中包括耐火材料工業(yè)；化學(xué)儀器和氨重整反應(yīng)器的球狀頂蓋和內(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。
二、剛玉磚砌筑專用泥漿
采用磷酸鋁—礬土熟料泥漿。其泥漿組成為：
磷酸鋁：礬土熟料=2：5
磷酸鋁溶液由氫氧化鋁、磷酸及水配制而成，要求Al2O3與P2O5的摩爾比為1：3.2(磷酸濃度為85％)。
礬土熟料級(jí)配：＜0.3mm的占40％，通過4900孔篩的占60％。
應(yīng)注意以下事項(xiàng)。
①所用礬土熟料應(yīng)為一級(jí)高鋁礬土，用回轉(zhuǎn)窯經(jīng)1600℃高溫煅燒、加工而成。其微粉采用石襯球磨機(jī)加工，要求比表面積為4000—4500cm2/g。
②磷酸鋁溶液配制步驟
a.按比例稱取磷酸，氫氧化鋁和水，把水倒入氫氧化鋁中，不斷攪拌。
b.將磷酸加熱至70℃左右。
c.將氫氧化鋁和水的漿體分?jǐn)?shù)次加入到磷酸中并不斷攪拌，直到溶液變清亮?xí)r為止。
d.溶液冷卻后，經(jīng)紗布過濾，注入容器中待用。
磷酸或溶液以及膠泥等所用的工具(攪拌棒、瓦刀、灰桶等)和容器均應(yīng)用陶瓷質(zhì)、搪瓷質(zhì)、木材或不銹鋼制成。不能用鐵質(zhì)或鋁質(zhì)等與酸易反應(yīng)的容器和工具。
磷酸鋁溶液相對(duì)密度應(yīng)控制在1.56—1.59(20℃)。
若大量配制溶液時(shí)，可用冷配法，即將磷酸預(yù)先放在陶質(zhì)大缸內(nèi)，用開水調(diào)和氫氧化鋁成漿體，分次加入到磷酸中去，邊加邊攪拌，等到加入的氫氧化鋁漿體與磷酸的作用差不多完成時(shí)，再加入第2份、第3份……最后配成的溶液應(yīng)是清亮的，然后測(cè)定相對(duì)密度進(jìn)行調(diào)整。
③配制膠泥時(shí)，先將干料混合攪拌均勻，然后將磷酸鋁溶液倒人干混合料中，再充分?jǐn)嚢瑁纯墒褂?。如采用鐵磨細(xì)粉，則干混料中可不必加入氫氧化鋁和耐火水泥，但混合料需在空氣中擱置1晝夜，以利氣體排出，方可使用。
④如作高溫工業(yè)爐的修補(bǔ)，則預(yù)先將修補(bǔ)處進(jìn)行處理，直至露出堅(jiān)硬層為止，然后用毛刷或其它物品蘸取少量磷酸鋁溶液，涂刷在修補(bǔ)處，濕潤(rùn)表面(不宜涂刷過多)，然后進(jìn)行修補(bǔ)。
如作膠泥使用，則預(yù)先需把被粘結(jié)件的表面塵土、油污去除，最好先把表面打毛，然后進(jìn)行粘結(jié)。
⑤熱處理的升溫速度以不超過10—20℃／h為宜。
