刚玉耐火砖是以刚玉(α-Al₂O₃) 为主要晶相的高铝质耐火材料,因具备优异的耐高温、耐侵蚀及力学性能,是冶金、建材、化工等高温工业领域的核心衬材。
一、核心成分与分类
刚玉耐火砖的性能核心取决于Al₂O₃含量和制造工艺,主要分为以下三类:
- 普通烧结刚玉砖:Al₂O₃含量85%-90%,以高铝矾土为原料,经配料、成型、高温烧结制成,性价比高,适用于中高温常规工况(如窑炉过渡区)。
- 高纯度烧结刚玉砖:Al₂O₃含量≥95%(部分达99%以上),原料为工业氧化铝粉,采用精细烧结工艺,纯度高、结构致密,适用于严苛高温环境(如玻璃窑蓄热室)。
- 电熔刚玉砖:又称熔融刚玉砖,将氧化铝原料在电弧炉中熔融结晶后破碎成型,Al₂O₃含量≥99%,晶体结构完整,耐冲刷、抗侵蚀性极强,用于窑炉高温侵蚀区(如炼钢转炉炉衬)。
二、关键性能特点
1. 耐高温性突出:最高使用温度可达1750-1900℃(高纯度/电熔型),远超普通粘土砖、高铝砖,能长期承受高温火焰或熔体冲刷。
2. 力学强度高:常温耐压强度普遍为150-500MPa(电熔型最优),抗折强度15-40MPa,在高温下仍能保持结构稳定,不易开裂或变形。
3. 耐侵蚀性强:对熔融金属(如钢水、铁水)、熔渣、酸性/碱性气体的抗侵蚀能力优异,尤其高纯度型号能减少与介质的化学反应,延长使用寿命。
4. 导热系数可控:常温下导热系数10-30W/(m·K)(纯度越高导热性越强),高温下逐渐降低(1000℃时4-12W/(m·K)),可根据工况需求选择不同纯度型号,平衡保温与耐热需求。
5. 抗热震性较好:通过调整原料颗粒级配或引入少量添加剂(如ZrO₂),可提升抗热震性能,减少因温度骤变导致的剥落损坏。
三、主要应用领域
- 冶金行业:炼钢转炉、电炉炉衬,钢包、中间包工作层,有色金属冶炼炉内衬,承受高温熔体冲刷与侵蚀。
- 建材行业:玻璃窑池壁、蓄热室格子体,水泥回转窑烧成带,抵抗高温玻璃液、水泥熟料的侵蚀。
- 化工行业:煤化工气化炉衬里,硫酸焙烧炉、磷肥反应炉内衬,耐受腐蚀性气体与高温。
- 其他领域:高温实验炉、垃圾焚烧炉内衬,以及航空航天、电子等行业的特殊高温设备。
四、选购与使用注意事项
1. 匹配工况需求:根据使用温度(常规/超高温)、侵蚀介质(酸性/碱性/熔体)选择对应纯度的刚玉砖,避免性能过剩或不足。
2. 关注产品检测:优先选择提供检测报告的厂家,重点核查Al₂O₃含量、耐压强度、体积密度(致密性指标)等参数。
3. 规范施工安装:采用适配的耐火泥砌筑,控制砌筑缝隙(通常≤2mm),避免因缝隙导致局部侵蚀或结构损坏。
4. 合理维护保养:使用过程中避免温度骤升骤降,定期检查砖体表面是否有剥落、裂纹,及时修补以延长整体使用寿命。