棕刚玉知识-金属百科-亚洲金属网

  棕刚玉，俗名又称金刚砂，是用矾土、碳素材料、铁屑三种原料在电弧炉中经过熔化还原而制得的棕褐色人造刚玉，故为此名。棕刚玉主要化学成分是 AL2O3，其含量在95.00%-97.00%，另含有少量的Fe，Si，Ti等。在冶炼过程中，无烟煤中的碳将矾土中的氧化硅、氧化铁和氧化钛等杂质还原成金属，这些金属结合在一起成为铁合金，由于其比重较刚玉熔液大而沉降至炉底与刚玉熔液分离。仅有少量的杂质夹杂在刚玉熔块中。棕刚玉具有纯度高，结晶好，流动性强，线膨胀系数低，耐腐蚀的特点。

  棕刚玉的主要矿物成分为物理刚玉，三方晶系，少量的矿物杂质有：硅酸钙、钙斜长石、富铝红柱石（又称莫来石）、钛化物、玻璃体及少量铁合金等。棕刚玉主成分是氧化铝，分等级也就用铝含量来区分，铝含量越低，硬度越低。棕刚玉的抗破碎能力较强，抗氧化、抗腐蚀，具有良好的化学稳定性，是一种用途广泛的磨料。适用于磨削抗张强度高的金属材料，如普通碳素钢、硬青铜、合金钢的细磨和精磨，磨加工螺纹和齿轮等，也可制造高级耐火材料。

  铝矾土是冶炼棕刚玉的主要原料，也是棕刚玉行业生存的前提条件。我国铝矾土资源大部分被用来冶炼金属铝，仅有一小部分用作耐火材料、刚玉研磨材料、陶瓷及其它化学制品工业的原料。目前我国平均每年消耗铝矾土资源14,500万吨左右（含进口矿），其中铝工业12,500-13,000多万吨，耐火材料及磨料1,100-1,200万吨（含电熔料、高铝矾土熟料和高铝水泥等），陶瓷及其它工业400-500万吨。随着我国氧化铝产能的迅速扩大，用于棕刚玉冶炼的优质铝矾土资源将越来越紧张。

  刚玉质耐火材料种类繁多，传统的刚玉质耐火原料有白刚玉、板状刚玉、亚白刚玉、致密刚玉、棕刚玉等。上述五种刚玉的典型技术特征如下表所示。其中白刚玉是以工业氧化铝或煅烧氧化铝为原料熔融、冷却而得的产品，因原料本身的特性导致白刚玉的气孔率较高，且包含较多的封闭气孔；致密刚玉以工业氧化铝为原料，加入一些外加剂在电弧炉中熔炼而成，其特点是致密度较高；棕刚玉是以高铝矾土轻烧料为原料，添加少量碳和铁屑于电弧炉中熔炼而成；亚白刚玉一般又称为矾土基电熔刚玉，它是以一级或特级矾土为原料，加入还原剂等经高温熔炼而成，上述四种刚玉均以电熔法制得。除此之外，还有烧结法制的刚玉原料，如板状刚玉。烧结刚玉是以工业氧化铝为原料，经高温煅烧制得的低气孔率氧化铝。