锆刚玉砖(zirconia-corundum refractory brick)

利用工业氧化铝粉和精选锆英石砂为原料，制成的ZrO₂含量为33％～45％的耐火制品。锆刚玉砖主要用于玻璃工业池窑。

简史   1926年富尔歇尔(G．S．Fulcher)在电熔莫来石内加入10％～60％ZrO₂。为了达到提高浇铸能力，减少废品的目的，1939年菲尔德(T．E．Field)认识到含氧化锆的熔铸砖比电熔莫来石砖更耐玻璃液侵蚀，是提高玻璃池窑寿命的理想材料。

1956年苏联布德尼科夫等人首先发表关于ZrO₂-Al₂O₃-SiO₂三元系相图的研究结果。当组成为Al₂O₃53％、ZrO₂30％、SiO₂17％时有一共熔点，其共熔温度为1675℃±10℃。1975年联邦德国西弗尔斯(G．Cevals)重新研究后作了修改：共熔温度在1685℃±10℃，组成为Al₂O₃50.9％、ZrO₂32.8％、SiO₂16.3％。证实工业上大量生产的33号熔铸砖的组成就在共熔点附近，分子式相当于ZrO₂-2Al₂O₃-SiO₂简称为AZS熔铸砖。

1958年法国格罗里埃巴隆(GrollierT．Baron)、戈丹(J．Gaudin)发布了电熔氧化锆的专利技术，降低了制品内碳的含量，从而减少玻璃制品中气泡或线痕等缺陷。

1960年苏联在埃里温电熔耐火材料厂试制出第一批BAKOP-33型AZS熔铸制品，试用于弋尔玻璃厂。

日本东芝电兴株式会社于1958年开始研究电熔浇铸砖。1966年该公司与美国碳化硅公司合资经营改名为东芝MONOFRAX公司，1971年开始建设神崎工场。1966年日本旭硝子公司从法国西普公司(Sepr)引进熔铸锆刚玉砖生产技术，生产的品种有ZB1681、ZB1691、ZB1710。

美国于1961年研制烧结锆刚玉砖。中国于20世纪60年代开始生产熔铸莫来石砖；1966年研制生产30号AZS熔铸砖；1989年用氧化法生产33号及41号熔铸AZS砖和捣打料。

性能   锆刚玉砖的性能取决于氧化锆含量，其理化性能见表。

常温下熔铸锆刚玉砖的导热性较好，随温度升高而变差，但温度超过1000℃又好转。烧结锆刚玉砖因气孔率较高、组织结构均匀，所以导热性比熔铸砖低，且随温度升降波动甚微。锆刚玉砖(包括熔铸砖和烧结砖)的电阻率随温度的上升而下降，线膨胀率具有可逆转变的特征(图1)。

制造工艺   包括AZS熔铸砖和AZS烧成砖两种。

AZS熔铸砖制造工艺   将精选的锆英石砂和工业氧化铝粉按1：1配合，外加少量Na₂O(以碳酸钠的形式加入)、B₂O₃(以硼酸或硼砂的形式加入)熔剂，混合均匀，经1800～1900℃熔化后浇铸成型，可制得含ZrO₂≥33％的熔铸砖。在此基础上，采用部分脱硅锆英石砂作原料，可制得含ZrO₂36％～41％的熔铸砖。其工艺流程见图2。

生产AZS熔铸砖时，熔融后期需用长弧或吹氧除碳操作，浇铸时采用大容积冒口，热补浇注，用倾斜法或深铸法调整铸件容重和缩孔部位。

AZS烧成砖制造工艺   生产AZS烧成砖所用的锆英石精矿中ZrO₂含量应在65％以上，TiO₂、Fe₂O₃和CaO合量应小于1％。将锆英石细粉与工业氧化铝细粉(或特级高铝矾土细粉)充分混合，压成荒坯，经高温煅烧制成熟料。该熟料经破碎、粉碎、配料、成型、干燥并在1000℃左右的温度下烧成，可制造AZS烧成砖。其制造工艺流程见图3。