棕刚玉是用高铝矾土熟料、炭素材料、铁屑三种原料，按一定比例混匀后加入电弧炉中，于熔融状态下发生一系列反应，冷却后结晶成的棕褐色熔块，其主要化学成分是Al2O3，含量为94.5~97%。冶炼工艺原理主要利用了铝比铁、硅、钛等元素对氧的亲和力强的特性，通过控制还原剂的配入量，实现体系中各组分的可控还原，使铝矾土中的杂质组分被还原，并生成硅铁合金与刚玉熔液分离，从而获得Al2O3含量大于94.5wt.%的棕刚玉。


用高铝矾土直接冶炼刚玉，一般对高铝矾土的成分和粒度有较高要求，其中粒度不宜过大，一般控制在10~25mm。将高铝矾土、碳质原料和铁屑等混合均匀，置于电弧炉中，于1800~1900℃温度范围内进行还原反应，将杂质元素还原成金属单质，并以沉淀或气态的形式从体系中分离，最终形成Al2O3为主成分，刚玉为主晶相的电熔棕刚玉产品。棕刚玉的冶炼包括四个阶段，分别为开炉阶段、熔炼阶段、控制阶段和精炼阶段，其中熔炼阶段约占冶炼总时长的80%以上，此阶段的主要目的是将炉料高温熔化成液态，使还原反应更加充分，反应产物的分离更加彻底。

多年来，棕刚玉的熔炼工艺随着生产的发展有了许多改进，设计水平进步相当显著，且不说物料运送方式的变化，仅炉型变化就有熔块法和倾倒法。刚玉倾倒炉的炉体是一个可以倾转的薄壳结构，它具有重载、高温和可倾动的特点。工作时不仅承受着静和动的机械应力而且还承受着热应力负荷。随着炉型的发展，炉上配套设施也随操作、节能等要求的不断提高而改进。传统的机械式倾倒机构除末级大齿轮悬挂在耳轴上外，其余全部装置均安装在地基上，这种传动方式在耳轴挠曲后，末级齿轮副的正常咬合将被破坏，导致齿轮严重磨损或齿轮折断，危及安全生产。

与其相比，液压传动具有许多优点，因此，在棕刚玉冶炼领域中，液压传动被广泛采用。液压传动是以液体作为工作介质来进行能量传递的一种传动形式，它通过能量转换装置（液压泵），将原动机（电动机）的机械能转变为液体的压力能，然后通过封闭管道、控制元件等，由另一能量装置（液压缸、液压马达）将液体的压力能转变为机械能，以驱动负载和实现执行机构所需的直线或旋转运动。