刚玉砖已广泛应用于高温、高压、化学侵蚀和机械磨损严重的石化热工装置中作内衬材料, 随着石化行业生产技术的进步, 生产中采用了很多新工艺和新技术, 为使设备达到大负荷、长周期、低能耗、低成本的目的, 除对各种热工设备进行改造外,还对各种热工设备的内衬材料提出了更高的要求。为此, 开发了一种耐高温和抗侵蚀性更好的铬刚玉系列产品, 以满足石化行业的需求。
刚玉砖所用原料是由氧化铝和氧化铬按一定比例配比, 经过高温熔化合成的一种固溶体。采用特种耐火材料生产工艺制成耐火砖, 可以改善和提高制品的内在质量, 提高制品的高温性能。我厂开发生产的部分高性能铬刚玉砖(AK 、AKZ)的理化性能指标已达到国外部分同类产品及刚玉砖的性能指标要求。
1  刚玉砖的耐火性能
由Al2O3 -Cr2O3 二元相图可知,Al2O3 和Cr2O3能形成连续固溶体, 而没有低共熔物产生。因此, 在高纯刚玉材料中加入Cr2O3 , 不论加入量多少, 不仅不会降低材料的耐火性能, 反而使材料的耐火性能有所提高。铬刚玉砖的耐火度(>1790 ℃)及荷重软化温度(>1700 ℃)均优于高纯刚玉制品。
2  刚玉砖的强度
高纯刚玉砖的常温耐压强度一般为70 ～ 100MPa , 高性能铬刚玉砖的常温耐压强度一般>150MPa , 其强度明显高于刚玉砖。这是由于制品在烧成过程中, 其颗粒与颗粒之间, 颗粒与细粉之间, 细粉与细粉之间均形成了Al2O3 -Cr2O3 固溶体, 该固溶体象桥一样把颗粒、细粉连接在一起, 使材料的强度大大提高。
3  热震稳定性
据资料报道, 在刚玉中加入Cr2O3 , 当C r2O3 含量为10 %～ 66 %时, 材料的热震稳定性随C r2O3 含量的增加而降低, 即C r2O3 含量低的铬刚玉砖, 其热震稳定性好于Cr2O3 含量高的铬刚玉砖。我厂推广应用的高性能铬刚玉砖Cr2O3 含量在12 %～20 %之间, 其热震稳定性比刚玉砖有所提高;尤其是加入少量产生相变的添加剂而生产出的AKZ 型铬刚玉砖, 热震稳定性更优。
4  抗渣侵蚀能力
各种耐火材料氧化物在熔融煤渣中的溶解度：Cr2O3 在煤气化炉渣(SiO2 -CaO系)及各种玻璃熔体中的溶解度比其他氧化物材料的溶解度要小得多。因而Cr2O3 或含Cr2O3 的耐火材料具有良好的抗钢渣、有色冶炼渣、煤气化炉渣、油气化炉渣和各种玻璃熔体熔蚀能力。Cr2O3 熔体或Cr2O3 与炉渣反应生成的液相粘度比其他低熔物粘度大, 这就阻止了熔渣沿毛细气孔向砖体内部渗透, 避免形成变质层而产生结构剥落。

不同Cr2O3 含量的铬刚玉砖与刚玉砖被玻璃熔渣侵蚀的深度不同。试验表明:Cr2O3 <17 %时, 砖中Cr2O3 含量愈高, 玻璃熔渣侵入的深度愈浅。

刚玉砖理化指标：