高純度哈爾濱鎂磚是高溫爐爐襯的結構（gòu）材（cái）料，其使用溫度可達到2200℃。但（dàn）是，在這種條（tiáo）件下(例如炭黑反應器（qì）中（zhōng）的超高溫環境中)應用時（shí），高純（chún）鎂磚（zhuān）的鑄砂純度和（hé）性能卻需要進行仔細平衡。

我們知道，耐火材料(包括（kuò）鎂質耐火材料)不隻是要耐高溫（wēn）和耐（nài）腐蝕/侵蝕，在（zài）使用時還必須盡可能不（bú）產生變化。一（yī）般認為哈爾濱鎂（měi）砂純度以（yǐ）及物理（lǐ）性能上的氣孔率和方（fāng）鎂石晶粒尺寸等（děng）都是提高高純鎂磚使用壽命的關鍵參數。

純度

鎂砂中MgO含量是鎂砂質量的重要指標。但隻用MgO含量作為評價標準是不夠的，雜質的（de）相對含量，特別是那些在高溫條件下容易形成熔體的成分的含（hán）量也很重要（yào）。在雜質成分中，首（shǒu）先（xiān）是B2O3和SiO2,其（qí）次是（shì）Al2O3、Fe2O3、MnO以及CaO，它們的影響不僅取決於其含（hán）量，特別是要根據CaO/SiO2比來評價各成分對鎂（měi）砂質量的影響，通常（cháng）希（xī）望鎂砂中具有高CaO/SiO2比，以便獲得更佳的高溫（wēn）性能。

在超高溫環境中使用的鎂質耐火（huǒ）材料則需要（yào）高純度：因為（wéi）高純度的鎂質耐火材料具（jù）有（yǒu）高的高溫強（qiáng）度，試驗證明，鎂（měi）質耐火材料的高溫抗折（shé）強度隨（suí）MgO含量由90%~98%有緩慢下降的趨勢（shì），但MgO含量（liàng）超（chāo）過98%時則突（tū）然增加了，其中（zhōng）MgO含量增加到99%以上時能（néng）顯著地（dì）提高其高溫（wēn）強度在（zài）這種情況下，雜質種類的影響已經變得無（wú）足輕重了因為在這種情況下，雜質孤立存在於方鎂（měi）石晶粒交接處(角隅)，所以MgO-MgO直接（jiē）結合組（zǔ）織（zhī）發達（dá），高溫強度大，材料的耐磨性高，抗腐蝕/侵蝕性強。

致密（mì）度（dù）(氣孔率)

耐火材料的相對密度μ與氣孔率ε存在下述（shù）關係：

ε=1-μ

這表明低氣孔率的材料具有（yǒu）高密（mì）度，所以氣孔率逛材料致密度的一種尺度。它們對材料的蝕損有影響。評（píng）價氣孔率的標（biāo）準為：

(1) 氣孔的體（tǐ）積（jī）(致密度，即總氣孔率ε);

(2) 氣孔的種類(封閉氣孔比開口氣孔有利;

(3) 氣孔尺寸（cùn）和形（xíng）狀（zhuàng）(比表麵積)。

方鎂石晶粒大小

方鎂石晶（jīng）粒的侵蝕是外來成分（fèn）(物質)在界麵開始的。因此，方（fāng）接（jiē）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（cùn）降低了鎂質耐火材料被侵蝕的趨勢（shì），表明（míng）粗晶燒結鎂砂（shā）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。哈爾濱電熔哈爾濱鎂砂同燒結（jié）鎂砂相比，具有如下優點：

(1)致密化程度好(除去（qù）外殼材料的熔觸鎂砂幾乎沒有開口（kǒu）氣孔);

(2)方鎂石晶（jīng）粒較大(尤其是塊料冷卻（què）適當時)。

對於燒結鎂砂（shā）而言，可以采（cǎi）取下述技術措施來增加（jiā）方鎂石晶粒（lì）尺寸;

(1)早期的技術措施有

1)添加Cr2O3，通過增大（dà）方鎂石晶格的遷移率以（yǐ）增大晶粒尺寸和促進致密化;

2)以TiO2:和Fe2O3通過過渡液相培育大晶粒;

3)在豎窯中更高溫度下加入氧化物（wù）煆燒，達到大的晶粒。

實際生產中，為了促進方鎂（měi）石（shí）晶粒長大，常使用少量(小於（yú）0.5%)Cr2O3、Fe2O3尤（yóu）其是ZrO3以及鈦、釩、錳、鋁、銅的氧化物和鹽。稀土元素（sù）促進晶粒（lì）長（zhǎng）大，但機理是不同的。

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

通過以上分析可（kě）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（dào）200μm的優質鎂砂生產的特種高純度鎂質耐火製品可與炭黑反成（chéng）器中（zhōng）超（chāo）高溫（wēn）(2100℃)區（qū）域的操作條件相適應，而高溫(1725-1925℃)區域（yù）則選用97.5%~98%MgO的鎂質耐火製品築（zhù）襯，進行分區砌築便於（yú）獲得較佳的經（jīng）濟/技術效果。在炭黑反應器連續操作的條件下證明其使用壽命是充分的。然而（ér），當爐子操作條件難以保證連續操作時，由於剝（bāo）落所引起的爐（lú）襯不連續損毀卻是（shì）導致其使用壽命（mìng）並並不十分理（lǐ）想的重要原因。