刚玉砖与铬刚玉砖的性能对比及应用选择
铬刚玉砖是指含Cr₂O₃的刚玉质耐火制品，主要矿物组成为α-Al₂O₃-Cr₂O₃固溶体，次要矿物含少量复合尖晶石或氧化铬 。其利用Cr₂O₃与Al₂O₃形成连续固溶体的特性，具备优于纯刚玉制品的高温性能，常规Cr₂O₃含量为9%-15%，石化工业用砖需满足低硅、低铁、低碱、高纯度要求 。
常温耐压强度>150MPa，体积密度≥3.0g/cm³，可抵抗冶金渣、玻璃熔体侵蚀。主要应用于玻璃窑内衬、气化炉背衬、有色冶炼炉及钢包透气砖。据悉，湘钢瑞泰的低铬刚玉砖（Cr₂O₃%）可替代板状刚玉作为钢水罐底砖。
一、耐高温性能
刚玉砖：其耐火度和使用温度相对较低，一般使用温度在1600℃左右。
铬刚玉砖：具有更高的耐火度，大于1790℃，荷重软化温度也大于1700℃，明显优于纯刚玉砖的高温性能。
二、耐压强度
刚玉砖：耐压强度在70 - 100MPa之间。
铬刚玉砖：常温耐压强度大于150MPa，显著高于刚玉砖。在烧成过程中，颗粒之间形成的Al2O3 - Cr2O3固溶体，将颗粒和细粉紧密连接，从而大幅提高了耐火砖的强度。
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三、热震稳定性
铬刚玉砖：热震稳定性会随Cr?O?含量的增加而降低。Cr?O?含量低的铬刚玉砖热震稳定性更好。通常，铬刚玉砖的Cr2O3含量在12% - 20%之间。特别是加入少量产生相变的添加剂生产的AKZ型铬刚玉砖，热震稳定性更优。
四、抗渣侵蚀能力
刚玉砖：对熔渣的抗侵蚀能力较弱，熔渣会渗入砖中，沿气孔渗透到表面，使砖表面变成褐色。
铬刚玉砖：抗渣侵蚀能力很强，几乎不被熔渣侵蚀，内孔边缘与残渣界限分明，渣向砖内渗透极少，对气化熔渣的化学熔蚀及渗透性均优于刚玉耐火砖。
五、应用领域
铬刚玉砖：主要用于玻璃窑内衬、铁水预处理装置、垃圾焚烧炉、气化炉内衬等对耐高温和抗侵蚀要求较高的场所。
刚玉砖：广泛应用于石油化工和化肥工业的裂解、转化炉，冶金行业的炼钢炉、高炉等各种高温窑炉内衬。
六、成本与选择
成本：刚玉耐火砖价格相对较低。
选择建议：在温度要求不高且对成本敏感的场合，选择刚玉耐火砖是一种合理的选择。而在需要更高耐高温和抗侵蚀性能的场景中，铬刚玉砖则是更优的选择。
主要应用领域
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玻璃工业
流液洞、端墙、加料口——抗高温 Na₂O-CaO-SiO₂ 玻璃液侵蚀。 -
钢铁工业
出钢口、滑轨、渣线、钢包透气砖——抗钢水冲刷与碱性渣。 -
煤气化/垃圾焚烧
气化炉渣口、燃烧室——抵御酸性熔渣与高速气流冲刷。 -
有色冶金
铜、镍冶炼炉喉口、端墙——抗 FeO-SiO₂ 渣侵蚀
选型快速对照
| 牌号示例 | Cr₂O₃ % | 体积密度 g·cm⁻³ | 使用温度 ℃ | 典型位置 |
|---|---|---|---|---|
| GGZ-5 | 5 | ≥3.20 | 1700 | 水泥窑分解炉 |
| GGZ-12 | 12 | ≥3.25 | 1720 | 玻璃窑蓄热室 |
| GGZ-20 | 20 | ≥3.40 | 1750 | 气化炉渣口 |
| GGZ-30 | 30 | ≥3.50 | 1790 | 流液洞、端墙 |
使用与施工要点
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热膨胀系数 8.0–8.5×10⁻⁶ K⁻¹（20–1000 ℃），砌筑时需留 1.5–2 mm/m 膨胀缝。
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与硅砖、粘土砖接触 应设置锆质或刚玉质隔离层，防止高温反应。
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烘烤曲线：≤150 ℃·h⁻¹ 升温至 600 ℃，之后自由升温，避免 Cr₂O₃ 还原产生裂纹。
