高純度北京鎂磚是高溫爐爐襯的結構材料，其使用（yòng）溫度可達（dá）到2200℃。但是，在這種條件下(例如炭黑反應（yīng）器中的超高溫環境中)應用時，高純鎂磚的鑄砂純度和性能卻（què）需要進行仔細平衡。

我（wǒ）們知（zhī）道，耐火材料(包（bāo）括鎂質耐火材料)不隻是要耐高溫和耐腐（fǔ）蝕/侵蝕，在使（shǐ）用（yòng）時還必須盡（jìn）可能不（bú）產生變化。一般認為（wéi）北京鎂砂純度以（yǐ）及物理性能上的氣孔率和方鎂石晶粒尺寸等都（dōu）是提高高純鎂磚使（shǐ）用壽命（mìng）的關鍵參數。

純度

鎂砂中（zhōng）MgO含量（liàng）是鎂砂質量的重要指標。但隻（zhī）用MgO含量作為評價標（biāo）準是不（bú）夠的，雜質的相對含量，特別（bié）是那些在高溫條件下容易形成熔體的成分的含量也很重要。在雜質成分中，首先是B2O3和SiO2,其次是Al2O3、Fe2O3、MnO以及CaO，它們的影響不（bú）僅取決於其含量，特別是要（yào）根據CaO/SiO2比（bǐ）來（lái）評價（jià）各成分對鎂砂（shā）質量的影響，通常希望鎂砂中具有高CaO/SiO2比，以便獲得更（gèng）佳的高溫性能。

在超（chāo）高溫環境中使用的鎂質耐（nài）火材料（liào）則需要高純（chún）度：因為高純度的鎂質耐火材料具有高的高溫（wēn）強度，試驗證明，鎂（měi）質耐火材料的高溫抗折強度（dù）隨MgO含（hán）量由（yóu）90%~98%有緩慢下降的趨勢，但MgO含量超（chāo）過98%時則突然增加了，其中MgO含量增加到99%以上時能顯著地提高其高溫（wēn）強度在這種（zhǒng）情況下，雜質種類的（de）影響已（yǐ）經變得無足輕重了（le）因（yīn）為在這種情況下（xià），雜質孤立存在於方（fāng）鎂石晶粒交接處(角隅（yú）)，所以MgO-MgO直接結合組織（zhī）發達，高溫強度大，材料的耐磨性（xìng）高（gāo），抗腐蝕/侵蝕性強。

致密度（dù）(氣（qì）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

這表明低氣孔率的材料具有高密度，所以氣孔率逛材料致密度的（de）一種尺度。它們對（duì）材料的蝕損有影（yǐng）響。評價氣（qì）孔率的標準（zhǔn）為：

(1) 氣孔的體（tǐ）積(致密度，即（jí）總氣孔率ε);

(2) 氣孔的種類(封閉氣孔比開口氣孔有利;

(3) 氣孔尺寸和形狀(比表麵積（jī）)。

方鎂石晶粒大小

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（zēng）加方鎂石晶粒尺寸降低了鎂質耐火材料被侵蝕（shí）的趨勢，表明粗晶燒結鎂砂具有高抗侵蝕的（de）優點。

電熔是生產大晶粒鎂砂的根本方法。北京電熔北京鎂砂同燒結鎂砂相（xiàng）比，具有如下優（yōu）點：

(1)致密化程度（dù）好(除去外殼材（cái）料的（de）熔觸（chù）鎂砂幾乎沒有開口氣（qì）孔);

(2)方鎂石晶粒較大(尤其是塊料冷卻（què）適當（dāng）時)。

對於燒結鎂砂而言，可以采取下述技術措（cuò）施來增加方鎂（měi）石晶粒尺寸;

(1)早（zǎo）期的技術措施有

1)添加Cr2O3，通過增大方鎂石（shí）晶格的遷移率以增大晶粒尺寸和促進致密（mì）化;

2)以TiO2:和（hé）Fe2O3通過過渡液相培育大（dà）晶粒;

3)在豎窯（yáo）中更高溫度下加（jiā）入氧化物煆（duàn）燒，達到大的晶粒。

實際生產中，為了促進方鎂石晶粒長大（dà），常（cháng）使（shǐ）用少量(小於0.5%)Cr2O3、Fe2O3尤其是ZrO3以及鈦、釩、錳、鋁、銅的氧化物和鹽。稀土元素促（cù）進晶粒長大，但機理是不同的。

(2)以天然微晶（jīng）菱鎂石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（dào）大200μm的優質燒（shāo）結鎂砂。

通過以上分析可以認為，選擇純度98.5%-99%MgO、體積密度大於3.35g/cm3、方鎂石晶粒（lì）尺寸為50μm到200μm的優質鎂砂生產的特種高純度鎂質耐火製（zhì）品可（kě）與炭黑反成器中超高溫(2100℃)區域的操作條件相適應，而高溫(1725-1925℃)區（qū）域則選用97.5%~98%MgO的鎂質耐火製品築（zhù）襯，進行分區砌築（zhù）便於獲得較佳的經濟/技術效果（guǒ）。在炭黑反應器連續（xù）操作的條件下證明其使用壽命是充分的。然而，當爐子操作條件（jiàn）難以保（bǎo）證連續操作時，由（yóu）於剝落所引起的爐（lú）襯不連續損（sǔn）毀卻是導致（zhì）其使用壽（shòu）命並並不（bú）十分理想（xiǎng）的重要原因。