板狀剛玉又稱板狀氧化鋁（Tabular Alumina），是一種燒結(jié)氧化鋁，是在略低于α-Al2O3熔點（2050℃）的1925℃高溫下快速燒結(jié)，晶粒達到燒結(jié)完全的再結(jié)晶α-Al2O3，呈現(xiàn)二維平面的板片狀且有較多晶間和晶內(nèi)圓形封閉氣孔的顯微結(jié)構(gòu)特征。
板狀剛玉是1934年由Thomas S.Curtis 在其發(fā)明的豎窯中燒結(jié)得到的，1935年經(jīng)中間試驗后便商業(yè)化生產(chǎn)，用作耐火材料和陶瓷行業(yè)窯爐的內(nèi)襯材料。20世紀50年代，才作為大宗耐火材料骨料應(yīng) 用于耐火行業(yè)。這個期間，美國鋁業(yè)（現(xiàn)已改名為安邁鋁業(yè)）開發(fā)了一系列以低Na2O工業(yè)氧化鋁為原料的板狀剛玉產(chǎn)品。
我國板狀剛玉發(fā)展歷程
板狀剛玉在國內(nèi)發(fā)展的歷程大致可以劃分為四個階段：初期接觸階段、了解發(fā)展階段、嘗試生產(chǎn)階段、發(fā)展壯大階段。
初步接觸階段
20世紀70年代，武鋼07工程采用了以美國產(chǎn)板狀剛玉為原料生產(chǎn)的高鋁磚，從而國內(nèi)耐材行業(yè)才接觸到板狀剛玉，隨著寶鋼的開工建設(shè)，引進了一些高檔耐材制品的生產(chǎn)技術(shù)，如滑板、連鑄三大件等，由于生產(chǎn)需要，必須從美國鋁業(yè)進口板狀剛玉作為其主要原料。
了解發(fā)展階段
1992年美國鋁業(yè)贈送給洛陽耐火材料研究院一批顆粒料，經(jīng)過該院的深入剖析，對板狀剛玉才有了較透徹的了解。之后，美國鋁業(yè)又將該產(chǎn)品引入中國并推廣應(yīng) 用。由于受到美國鋁業(yè)技術(shù)控制，國內(nèi)企業(yè)難以獲得其生產(chǎn)技術(shù)。為促進民族工業(yè)的發(fā)展，中國耐火材料行業(yè)協(xié)會對燒結(jié)剛玉的發(fā)展十分重視，“八五”、“九五” 發(fā)展規(guī)劃都作為重要課題攻關(guān)。國內(nèi)科研院所、生產(chǎn)單位也展開連續(xù)不斷探索，從上世紀90年代天津大學沈繼耀教授課題組與原梅河口砂輪廠技術(shù)人員進行了電熔 法實驗，并通過技術(shù)鑒定，但由于使用技術(shù)的限制未達到預(yù)期目的，產(chǎn)品性能、理化指標達不到使用要求，因而未形成市場供應(yīng)。
嘗試生產(chǎn)階段
與此同時，山東鋁業(yè)建設(shè)一座直徑200mm豎窯試驗生產(chǎn)燒結(jié)板狀剛玉，1996 年濟南市平陰魯耐新型材料廠在山東鋁業(yè)試驗基礎(chǔ)上試建了一座直徑為400mm的豎窯生產(chǎn)燒結(jié)板狀剛玉。
1999年漢中秦元新材料有限公司在廣泛考察研究的基礎(chǔ)上，以洛陽耐火材料研究院和陜西冶金設(shè)計院為主，聯(lián)合濟南市平陰魯耐新型材料廠的張會友等技術(shù)人 員，于2001年建設(shè)了1條年產(chǎn)4000噸燒結(jié)板狀剛玉生產(chǎn)線，于2002年9月生產(chǎn)出了滿足用戶使用要求的產(chǎn)品，揭開了燒結(jié)板狀剛玉國產(chǎn)化大規(guī)模生產(chǎn)的序幕。
發(fā)展壯大階段
漢中秦元新材料有限公司燒結(jié)板狀剛玉生產(chǎn)調(diào)試成功后，2003年10月份，淄博泰貝利爾鋁鎂有限公司燒結(jié)板狀剛玉生產(chǎn)線開工建設(shè)。2005年江蘇晶輝耐火 材料有限公司開始建設(shè)燒結(jié)板狀剛玉豎窯生產(chǎn)線；浙江自立股份有限公司在2009~2011年3年間，每年投資建設(shè)一條板狀剛玉生產(chǎn)線，目前板狀剛玉產(chǎn)能達 到40000噸/年。通過近10年的研發(fā)，實現(xiàn)了燒結(jié)板狀剛玉工業(yè)化、規(guī)�；a(chǎn)化。
板狀剛玉生產(chǎn)的基本過程
球磨
采用拜耳法輕燒氧化鋁粉為原料，進行連續(xù)球磨，細度和比表面積需達到一定要求，有助于氧化鋁粉的燒結(jié)與致密化。
成球
磨細后的粉采用成球盤或成球筒成球。成型后的坯球需具有一定的強度，避免在運往干燥器的過程中破裂。針對成球過程中半成品球含水量高、易分層、干燥困難等問題進行相應(yīng)的工藝優(yōu)化設(shè)計，妥善解決。
干燥
成形后的坯球進入干燥器內(nèi)，利用豎窯內(nèi)的逆流熱風干燥除去約15%（w）的水分。但豎窯內(nèi)的溫度要嚴格控制，以免坯球內(nèi)部產(chǎn)生裂紋和分層，甚至結(jié)塊和堵爐等，最終造成球流運行中斷，干燥質(zhì)量下降。
燒結(jié)
坯球干燥后進入豎窯。燒結(jié)溫度為1900~1950℃。通過控制豎窯內(nèi)熱風溫度及流速，獲得晶體發(fā)育充分、燒結(jié)完全的板狀剛玉結(jié)構(gòu)。燒成后經(jīng)過冷卻、撿選（撿出過燒和欠燒制品）、檢驗（對燒結(jié)完全的制品進行物化指標檢測）、破碎和篩分后，可以獲得不同粒徑尺寸的產(chǎn)品。
圖中給出了浙江自立股份有限公司生產(chǎn)的板狀剛玉的顯微結(jié)構(gòu)圖�？梢钥闯觯旱捅断聞傆窬Я４笮≡�50~200μm左右，晶內(nèi)含有大量微米級氣孔，晶粒延臺階狀生長，使板狀剛玉具有優(yōu)異的熱震穩(wěn)定性，從而在耐火材料行業(yè)大規(guī)模應(yīng)用。
板狀剛玉的發(fā)展趨勢
原料選用發(fā)展趨勢
板狀剛玉生成過程其實是氧化鋁粉自身晶型轉(zhuǎn)變及晶粒異常長大過程，雜質(zhì)大部分都殘留在產(chǎn)品內(nèi)，因此氧化鋁粉原材料的優(yōu)劣決定著板狀剛玉產(chǎn)品質(zhì)量，目前板狀 剛玉生產(chǎn)普遍以進口工業(yè)氧化鋁粉為主要原料，在當前氧化鋁粉價格居高不下的情況下，從板狀剛玉的生產(chǎn)制造成本和產(chǎn)品性能上對比分析研究，若能全部采用國產(chǎn) 氧化鋁粉或部分采用國產(chǎn)氧化鋁粉替代進口氧化鋁粉進行生產(chǎn)，不僅對生產(chǎn)企業(yè)具有一定的指導意義，而且對整體個行業(yè)也是一個有益的借鑒。
應(yīng)用領(lǐng)域
（1）由于客戶按照噸鋼結(jié)算來支付耐材費用，所以，耐火材料不是消耗越多越好，而是消耗量越少，這樣其利潤相對越高。為降低耐火材料的消耗，提高耐材利 潤，就要求耐材生產(chǎn)商提高產(chǎn)品品質(zhì)，積極研發(fā)高壽命耐用型耐火材料。板狀剛玉作為氧化鋁骨料中頂級骨料原料的使用量將更加被廣泛使用。
（2）由于節(jié)能減排的要求，電費價格上漲，勢必帶來電熔白剛玉價格上升。在耐火原料的應(yīng)用中，板狀剛玉的最大競爭原料為白剛玉，電熔白剛玉使用量的減少，將會大大增加板狀剛玉的使用量。
(3)板狀剛玉市場容量會進一步擴大。
沈繼耀等人曾研究了板狀剛玉（TA）與電熔白剛玉（FWA）用作顆粒料或基質(zhì)料配料時對制品抗折強度及抗熱震性能的影響，結(jié)果表明：采用TA或FTC作顆粒料時各項性能無顯著改善，但采用TA或FTC作為基質(zhì)料要比FWA作基質(zhì)料更能 提高耐火材料的抗折強度、抗熱震性能及抗侵蝕性能。由于板狀剛玉的板片狀結(jié)構(gòu)及晶間封閉氣孔的特點決定的，能使耐材性能得到提升，從而使板狀剛玉可部分或 全部替代電熔剛玉及白剛玉。
板狀剛玉既可作為主成分用于鋁碳質(zhì)、鋁鎂碳質(zhì)、鎂鋁碳質(zhì)、鎂尖晶石質(zhì)、鋁鉻質(zhì)耐火磚中，也可作為富化氧化鋁成分引入到高鋁不定形耐火材料中，可以廣泛應(yīng)用于鋼鐵、鑄造、陶瓷等行業(yè)，其中在鋼鐵行業(yè)的應(yīng)用幾乎涵蓋了煉鐵煉鋼的全過程。
生產(chǎn)企業(yè)、產(chǎn)能增加趨勢
具目前不完全統(tǒng)計，截止2012年底，全國建成與在建產(chǎn)能約30萬噸，實際生產(chǎn)量約17萬噸，2012年預(yù)計全年產(chǎn)量約25萬噸左右。經(jīng)過國內(nèi)生產(chǎn)工廠的 努力，國際市場已經(jīng)開始接受中國的板狀剛玉產(chǎn)品，產(chǎn)品已經(jīng)被日本、韓國、美國、印度、土耳其、伊朗、東南亞地區(qū)用戶所認可。
存在的問題
外觀顏色不穩(wěn)定
由于工業(yè)氧化鋁里含有部分微量 MgO、CuO,受到爐內(nèi)氣氛影響時，出窯料有時會出現(xiàn)淡黃色的、與淡紫色的，與國外公司產(chǎn)品從外觀上有明顯差距。這與國內(nèi)窯爐控制水平有關(guān)，短時間內(nèi)難以解決。
燒結(jié)球形料分層比例
國內(nèi)生產(chǎn)工廠采用筒式成球機來成球，基本上解決了成球關(guān)鍵技術(shù)，但是關(guān)于成球機轉(zhuǎn)速、加水量與速度，加母球量與速度，加粉量與速度之間關(guān)系，還沒有探索出 它們之間的內(nèi)在關(guān)系，也難于穩(wěn)定保障成球過程中出現(xiàn)分層現(xiàn)象。另外，烘干球體的方式也會影響到。從各生產(chǎn)工廠生產(chǎn)顆粒料來看，分層料比例多，這是最急需解 決的問題。
存在產(chǎn)能過剩的風險
近年來，產(chǎn)能增加迅猛，一些大型耐火材料生產(chǎn)工廠，有計劃自己上馬板狀剛玉生產(chǎn)線。如白剛玉生產(chǎn)條件沒有大的變化，市場空間已經(jīng)不能承受30萬噸左右板狀剛玉產(chǎn)能。
隨著經(jīng)濟形勢的變化，一些板狀剛玉生產(chǎn)工廠勢必舉起價格戰(zhàn)的大旗來搶占市場。(趙義/文)
板狀剛玉是1934年由Thomas S.Curtis 在其發(fā)明的豎窯中燒結(jié)得到的，1935年經(jīng)中間試驗后便商業(yè)化生產(chǎn)，用作耐火材料和陶瓷行業(yè)窯爐的內(nèi)襯材料。20世紀50年代，才作為大宗耐火材料骨料應(yīng) 用于耐火行業(yè)。這個期間，美國鋁業(yè)（現(xiàn)已改名為安邁鋁業(yè)）開發(fā)了一系列以低Na2O工業(yè)氧化鋁為原料的板狀剛玉產(chǎn)品。
我國板狀剛玉發(fā)展歷程
板狀剛玉在國內(nèi)發(fā)展的歷程大致可以劃分為四個階段：初期接觸階段、了解發(fā)展階段、嘗試生產(chǎn)階段、發(fā)展壯大階段。
初步接觸階段
20世紀70年代，武鋼07工程采用了以美國產(chǎn)板狀剛玉為原料生產(chǎn)的高鋁磚，從而國內(nèi)耐材行業(yè)才接觸到板狀剛玉，隨著寶鋼的開工建設(shè)，引進了一些高檔耐材制品的生產(chǎn)技術(shù)，如滑板、連鑄三大件等，由于生產(chǎn)需要，必須從美國鋁業(yè)進口板狀剛玉作為其主要原料。
了解發(fā)展階段
1992年美國鋁業(yè)贈送給洛陽耐火材料研究院一批顆粒料，經(jīng)過該院的深入剖析，對板狀剛玉才有了較透徹的了解。之后，美國鋁業(yè)又將該產(chǎn)品引入中國并推廣應(yīng) 用。由于受到美國鋁業(yè)技術(shù)控制，國內(nèi)企業(yè)難以獲得其生產(chǎn)技術(shù)。為促進民族工業(yè)的發(fā)展，中國耐火材料行業(yè)協(xié)會對燒結(jié)剛玉的發(fā)展十分重視，“八五”、“九五” 發(fā)展規(guī)劃都作為重要課題攻關(guān)。國內(nèi)科研院所、生產(chǎn)單位也展開連續(xù)不斷探索，從上世紀90年代天津大學沈繼耀教授課題組與原梅河口砂輪廠技術(shù)人員進行了電熔 法實驗，并通過技術(shù)鑒定，但由于使用技術(shù)的限制未達到預(yù)期目的，產(chǎn)品性能、理化指標達不到使用要求，因而未形成市場供應(yīng)。
嘗試生產(chǎn)階段
與此同時，山東鋁業(yè)建設(shè)一座直徑200mm豎窯試驗生產(chǎn)燒結(jié)板狀剛玉，1996 年濟南市平陰魯耐新型材料廠在山東鋁業(yè)試驗基礎(chǔ)上試建了一座直徑為400mm的豎窯生產(chǎn)燒結(jié)板狀剛玉。
1999年漢中秦元新材料有限公司在廣泛考察研究的基礎(chǔ)上，以洛陽耐火材料研究院和陜西冶金設(shè)計院為主，聯(lián)合濟南市平陰魯耐新型材料廠的張會友等技術(shù)人 員，于2001年建設(shè)了1條年產(chǎn)4000噸燒結(jié)板狀剛玉生產(chǎn)線，于2002年9月生產(chǎn)出了滿足用戶使用要求的產(chǎn)品，揭開了燒結(jié)板狀剛玉國產(chǎn)化大規(guī)模生產(chǎn)的序幕。
發(fā)展壯大階段
漢中秦元新材料有限公司燒結(jié)板狀剛玉生產(chǎn)調(diào)試成功后，2003年10月份，淄博泰貝利爾鋁鎂有限公司燒結(jié)板狀剛玉生產(chǎn)線開工建設(shè)。2005年江蘇晶輝耐火 材料有限公司開始建設(shè)燒結(jié)板狀剛玉豎窯生產(chǎn)線；浙江自立股份有限公司在2009~2011年3年間，每年投資建設(shè)一條板狀剛玉生產(chǎn)線，目前板狀剛玉產(chǎn)能達 到40000噸/年。通過近10年的研發(fā)，實現(xiàn)了燒結(jié)板狀剛玉工業(yè)化、規(guī)�；a(chǎn)化。
板狀剛玉生產(chǎn)的基本過程
球磨
采用拜耳法輕燒氧化鋁粉為原料，進行連續(xù)球磨，細度和比表面積需達到一定要求，有助于氧化鋁粉的燒結(jié)與致密化。
成球
磨細后的粉采用成球盤或成球筒成球。成型后的坯球需具有一定的強度，避免在運往干燥器的過程中破裂。針對成球過程中半成品球含水量高、易分層、干燥困難等問題進行相應(yīng)的工藝優(yōu)化設(shè)計，妥善解決。
干燥
成形后的坯球進入干燥器內(nèi)，利用豎窯內(nèi)的逆流熱風干燥除去約15%（w）的水分。但豎窯內(nèi)的溫度要嚴格控制，以免坯球內(nèi)部產(chǎn)生裂紋和分層，甚至結(jié)塊和堵爐等，最終造成球流運行中斷，干燥質(zhì)量下降。
燒結(jié)
坯球干燥后進入豎窯。燒結(jié)溫度為1900~1950℃。通過控制豎窯內(nèi)熱風溫度及流速，獲得晶體發(fā)育充分、燒結(jié)完全的板狀剛玉結(jié)構(gòu)。燒成后經(jīng)過冷卻、撿選（撿出過燒和欠燒制品）、檢驗（對燒結(jié)完全的制品進行物化指標檢測）、破碎和篩分后，可以獲得不同粒徑尺寸的產(chǎn)品。
圖中給出了浙江自立股份有限公司生產(chǎn)的板狀剛玉的顯微結(jié)構(gòu)圖�？梢钥闯觯旱捅断聞傆窬Я４笮≡�50~200μm左右，晶內(nèi)含有大量微米級氣孔，晶粒延臺階狀生長，使板狀剛玉具有優(yōu)異的熱震穩(wěn)定性，從而在耐火材料行業(yè)大規(guī)模應(yīng)用。
板狀剛玉的發(fā)展趨勢
原料選用發(fā)展趨勢
板狀剛玉生成過程其實是氧化鋁粉自身晶型轉(zhuǎn)變及晶粒異常長大過程，雜質(zhì)大部分都殘留在產(chǎn)品內(nèi)，因此氧化鋁粉原材料的優(yōu)劣決定著板狀剛玉產(chǎn)品質(zhì)量，目前板狀 剛玉生產(chǎn)普遍以進口工業(yè)氧化鋁粉為主要原料，在當前氧化鋁粉價格居高不下的情況下，從板狀剛玉的生產(chǎn)制造成本和產(chǎn)品性能上對比分析研究，若能全部采用國產(chǎn) 氧化鋁粉或部分采用國產(chǎn)氧化鋁粉替代進口氧化鋁粉進行生產(chǎn)，不僅對生產(chǎn)企業(yè)具有一定的指導意義，而且對整體個行業(yè)也是一個有益的借鑒。
應(yīng)用領(lǐng)域
（1）由于客戶按照噸鋼結(jié)算來支付耐材費用，所以，耐火材料不是消耗越多越好，而是消耗量越少，這樣其利潤相對越高。為降低耐火材料的消耗，提高耐材利 潤，就要求耐材生產(chǎn)商提高產(chǎn)品品質(zhì)，積極研發(fā)高壽命耐用型耐火材料。板狀剛玉作為氧化鋁骨料中頂級骨料原料的使用量將更加被廣泛使用。
（2）由于節(jié)能減排的要求，電費價格上漲，勢必帶來電熔白剛玉價格上升。在耐火原料的應(yīng)用中，板狀剛玉的最大競爭原料為白剛玉，電熔白剛玉使用量的減少，將會大大增加板狀剛玉的使用量。
(3)板狀剛玉市場容量會進一步擴大。
沈繼耀等人曾研究了板狀剛玉（TA）與電熔白剛玉（FWA）用作顆粒料或基質(zhì)料配料時對制品抗折強度及抗熱震性能的影響，結(jié)果表明：采用TA或FTC作顆粒料時各項性能無顯著改善，但采用TA或FTC作為基質(zhì)料要比FWA作基質(zhì)料更能 提高耐火材料的抗折強度、抗熱震性能及抗侵蝕性能。由于板狀剛玉的板片狀結(jié)構(gòu)及晶間封閉氣孔的特點決定的，能使耐材性能得到提升，從而使板狀剛玉可部分或 全部替代電熔剛玉及白剛玉。
板狀剛玉既可作為主成分用于鋁碳質(zhì)、鋁鎂碳質(zhì)、鎂鋁碳質(zhì)、鎂尖晶石質(zhì)、鋁鉻質(zhì)耐火磚中，也可作為富化氧化鋁成分引入到高鋁不定形耐火材料中，可以廣泛應(yīng)用于鋼鐵、鑄造、陶瓷等行業(yè)，其中在鋼鐵行業(yè)的應(yīng)用幾乎涵蓋了煉鐵煉鋼的全過程。
生產(chǎn)企業(yè)、產(chǎn)能增加趨勢
具目前不完全統(tǒng)計，截止2012年底，全國建成與在建產(chǎn)能約30萬噸，實際生產(chǎn)量約17萬噸，2012年預(yù)計全年產(chǎn)量約25萬噸左右。經(jīng)過國內(nèi)生產(chǎn)工廠的 努力，國際市場已經(jīng)開始接受中國的板狀剛玉產(chǎn)品，產(chǎn)品已經(jīng)被日本、韓國、美國、印度、土耳其、伊朗、東南亞地區(qū)用戶所認可。
存在的問題
外觀顏色不穩(wěn)定
由于工業(yè)氧化鋁里含有部分微量 MgO、CuO,受到爐內(nèi)氣氛影響時，出窯料有時會出現(xiàn)淡黃色的、與淡紫色的，與國外公司產(chǎn)品從外觀上有明顯差距。這與國內(nèi)窯爐控制水平有關(guān)，短時間內(nèi)難以解決。
燒結(jié)球形料分層比例
國內(nèi)生產(chǎn)工廠采用筒式成球機來成球，基本上解決了成球關(guān)鍵技術(shù)，但是關(guān)于成球機轉(zhuǎn)速、加水量與速度，加母球量與速度，加粉量與速度之間關(guān)系，還沒有探索出 它們之間的內(nèi)在關(guān)系，也難于穩(wěn)定保障成球過程中出現(xiàn)分層現(xiàn)象。另外，烘干球體的方式也會影響到。從各生產(chǎn)工廠生產(chǎn)顆粒料來看，分層料比例多，這是最急需解 決的問題。
存在產(chǎn)能過剩的風險
近年來，產(chǎn)能增加迅猛，一些大型耐火材料生產(chǎn)工廠，有計劃自己上馬板狀剛玉生產(chǎn)線。如白剛玉生產(chǎn)條件沒有大的變化，市場空間已經(jīng)不能承受30萬噸左右板狀剛玉產(chǎn)能。
隨著經(jīng)濟形勢的變化，一些板狀剛玉生產(chǎn)工廠勢必舉起價格戰(zhàn)的大旗來搶占市場。(趙義/文)
