高純（chún）度包頭鎂磚是高溫爐爐襯的結構材（cái）料，其使用（yòng）溫度可達到2200℃。但是，在這種條件下(例如炭黑反（fǎn）應器中的超高溫環境中)應用時，高純鎂（měi）磚（zhuān）的鑄砂純度和性能卻需要進行（háng）仔細平衡。

我們（men）知道，耐火材料(包括鎂質耐火材料)不（bú）隻是要耐高溫和耐腐蝕/侵蝕，在使用（yòng）時還必須盡可能不（bú）產生變化。一般認為包頭鎂砂純度以及物理性能上的氣孔率和方鎂石晶粒尺寸等都是提高高純鎂磚使用壽命的關鍵參數。

純度

鎂砂中MgO含量是鎂砂（shā）質量的重要指標。但隻用MgO含量作為評價標準是（shì）不夠的，雜質的（de）相對含（hán）量，特別是那些在高溫條件下容易形成熔體的成分的含量也很（hěn）重要。在雜（zá）質成分中，首先是B2O3和（hé）SiO2,其次是Al2O3、Fe2O3、MnO以及CaO，它們的影響不僅取決於其含量，特別是要（yào）根據CaO/SiO2比（bǐ）來評價各（gè）成分對鎂砂質量的影響，通常希望鎂砂中具有高CaO/SiO2比，以便獲得更佳的（de）高溫性能。

在超高溫環境中使（shǐ）用的鎂質耐火材料則需要高純度：因為高純度的鎂質耐火材料（liào）具有（yǒu）高的（de）高（gāo）溫強度，試驗（yàn）證明，鎂質耐火材料的高溫（wēn）抗折強度隨MgO含量由90%~98%有緩慢下降的趨（qū）勢，但MgO含量超過98%時則突然增加了，其中MgO含（hán）量增加到99%以上時能顯著地（dì）提高其高溫強度在這種情況下，雜質種類的影響已經變（biàn）得無足輕重（chóng）了因（yīn）為在這種情況下，雜（zá）質孤立存在於方鎂石晶粒交接處(角隅)，所以（yǐ）MgO-MgO直接結合組織發達，高溫強度大，材料的耐磨性高（gāo），抗腐蝕/侵蝕性強。

致密度（dù）(氣孔率)

耐火材料的相對密度μ與氣孔率ε存在下述關係：

ε=1-μ

這表（biǎo）明低氣孔率的材料具有（yǒu）高密度，所（suǒ）以氣孔（kǒng）率逛材料致密度的一種尺度。它（tā）們對材料（liào）的蝕損（sǔn）有影響。評（píng）價氣孔（kǒng）率的標準為：

(1) 氣孔的體積(致密度，即總氣孔率ε);

(2) 氣孔（kǒng）的種類(封閉氣孔比（bǐ）開口氣孔（kǒng）有利;

(3) 氣孔尺寸和形狀(比表麵（miàn）積)。

方鎂石晶（jīng）粒大小

方鎂石晶粒的侵蝕是外來成分(物質)在界麵開始的。因此，方接石晶粒增大，相應降低了比表麵積。可見，增加方鎂石晶粒尺寸降（jiàng）低（dī）了鎂質耐火材料被侵蝕的趨勢，表明（míng）粗晶燒結（jié）鎂砂具有高抗侵蝕的優點。

電熔是（shì）生產大晶粒鎂砂（shā）的根本方法。包頭電（diàn）熔包頭鎂砂同燒結（jié）鎂砂相比，具有如下優點：

(1)致密化程度好(除去外殼材料的熔觸（chù）鎂（měi）砂幾乎沒有開口氣孔);

(2)方鎂石晶粒較大(尤其是塊料冷卻適當時)。

對於燒結鎂砂而言，可以采取下述技（jì）術（shù）措施來增加方鎂石晶（jīng）粒尺寸;

(1)早期的技術（shù）措施（shī）有

1)添（tiān）加Cr2O3，通（tōng）過增大方鎂（měi）石（shí）晶格的遷移（yí）率以增大晶粒尺寸（cùn）和促進致密化;

2)以（yǐ）TiO2:和Fe2O3通過（guò）過渡液相培育大晶粒;

3)在（zài）豎窯中更（gèng）高溫度下加入氧化物煆燒，達到大的晶粒（lì）。

實際生產中，為了促進方（fāng）鎂石（shí）晶粒（lì）長大，常使用少量(小於0.5%)Cr2O3、Fe2O3尤其（qí）是ZrO3以（yǐ）及鈦、釩（fán）、錳、鋁、銅的氧化物和鹽。稀（xī）土元素促進晶（jīng）粒長大，但機理是不同的。

(2)以天然微晶菱鎂石（shí）為原料在豎窯中以非常高的溫度燒結可獲得方鎂石晶粒尺寸從50μm到大200μm的優質燒結鎂砂。

通過以上分析可以認為，選擇純度（dù）98.5%-99%MgO、體積密度大於3.35g/cm3、方鎂石晶粒尺寸為50μm到200μm的優質鎂砂生產的特種高（gāo）純度鎂質耐火製品可與炭黑反成器中超高（gāo）溫(2100℃)區域的操作條件相適應，而高溫(1725-1925℃)區域則選用97.5%~98%MgO的鎂質（zhì）耐火製（zhì）品築襯，進行分（fèn）區砌築便於獲得較佳的經濟/技術（shù）效果。在炭黑（hēi）反應器連續操作的條件下證明其（qí）使（shǐ）用壽命是充分的。然而，當爐（lú）子操作條件難（nán）以保證連續（xù）操作時，由於剝落所引（yǐn）起的爐襯不連續損毀卻是導致其（qí）使用壽命並並（bìng）不十分理想的重要原因。