高純度湖北鎂磚是高（gāo）溫（wēn）爐爐襯的結（jié）構材（cái）料，其使用溫度可達到2200℃。但是（shì），在這種條件下(例如炭黑反應器中的（de）超高（gāo）溫環境中)應用（yòng）時（shí），高純鎂磚的鑄砂純度和性能卻需要進行仔（zǎi）細平衡（héng）。

我們知道，耐（nài）火（huǒ）材料(包括鎂質耐火材料)不（bú）隻是要耐高溫和耐（nài）腐蝕（shí）/侵蝕，在使用時還必須盡（jìn）可能（néng）不產生變化。一般認為湖北鎂砂純度以及物理性能上的氣孔率和方鎂石（shí）晶粒尺寸（cùn）等都是提高高純鎂磚使用（yòng）壽命的關鍵（jiàn）參數。

純度

鎂砂中（zhōng）MgO含量是鎂砂質量的（de）重要指標。但隻用MgO含量（liàng）作為評價標準是不夠的，雜質的相對含（hán）量，特別是那（nà）些（xiē）在（zài）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（tā）們的影響不僅取決於其（qí）含量（liàng），特別是要根據CaO/SiO2比來評價各（gè）成分對鎂砂質量的影響，通常希望鎂砂中具（jù）有高CaO/SiO2比，以便獲得（dé）更佳的高溫性能（néng）。

在超高溫環境中使（shǐ）用的（de）鎂質耐火材（cái）料則需要高純度（dù）：因為高純度的鎂質耐火材料具有高的高溫強度，試驗證明，鎂質耐火材料的高溫抗折強度隨MgO含量由（yóu）90%~98%有緩慢下降的趨勢，但MgO含（hán）量超過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強度在這種情況下，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（zá）質孤立存在於方鎂石晶粒交接處(角隅)，所以MgO-MgO直接結合（hé）組織發達，高溫強度大，材料的耐（nài）磨性高，抗腐蝕/侵蝕性強。

致密度(氣孔率)

耐（nài）火材料的相對密度（dù）μ與氣孔率ε存（cún）在下述關係（xì）：

ε=1-μ

這表明低氣孔率的材料具（jù）有高密度，所以氣孔（kǒng）率逛材料致密（mì）度的一種尺度。它們對（duì）材料的蝕損（sǔn）有影響。評價氣孔率的標（biāo）準為：

(1) 氣（qì）孔的體積(致密度，即（jí）總氣孔率ε);

(2) 氣孔的種類(封閉（bì）氣孔比開口（kǒu）氣孔有利;

(3) 氣孔尺寸和形狀(比表麵積)。

方鎂（měi）石晶粒大小

方鎂石晶粒的（de）侵蝕是外來成分(物質（zhì）)在界麵開始的（de）。因（yīn）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低了鎂（měi）質（zhì）耐火材料（liào）被（bèi）侵蝕的趨勢，表明粗晶燒結鎂（měi）砂具有高抗侵蝕（shí）的優點。

電熔是生產大晶粒（lì）鎂砂的根本方法（fǎ）。湖北電熔湖北鎂砂同燒結（jié）鎂砂相比，具有如下優（yōu）點：

(1)致密化程（chéng）度好（hǎo）(除去外殼材料的（de）熔觸鎂砂幾乎沒有開口氣孔);

(2)方（fāng）鎂石（shí）晶粒較大(尤其是塊料冷卻適當時（shí）)。

對於燒結（jié）鎂砂而言，可以采取下述技（jì）術措施來增加方鎂石晶粒（lì）尺寸;

(1)早期的技術（shù）措施（shī）有

1)添加Cr2O3，通過增大方鎂石晶格的遷（qiān）移率以增大晶粒尺寸和促（cù）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（wēn）度下加入（rù）氧化物煆燒（shāo），達到大的晶粒。

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

(2)以天然微晶菱鎂石為原料在豎窯（yáo）中以非常高的溫度燒結（jié）可獲得（dé）方鎂石晶粒尺寸從50μm到大200μm的優質燒結鎂（měi）砂。

通過以上（shàng）分析可以認為，選擇純度98.5%-99%MgO、體積密（mì）度大於3.35g/cm3、方鎂石晶粒（lì）尺寸為50μm到（dào）200μm的優質鎂砂（shā）生產的（de）特種高純度鎂質耐火製品可與炭黑反成器中（zhōng）超高溫(2100℃)區域的操作條件相適應，而高溫(1725-1925℃)區域則選用（yòng）97.5%~98%MgO的鎂質耐火製品築襯，進行（háng）分區（qū）砌築便於獲得較佳的經濟/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，當爐子操作條件難以保證連續（xù）操作時（shí），由於剝落（luò）所（suǒ）引起的爐襯不連續損毀卻是導致其使用壽命並並（bìng）不十分（fèn）理想的重要原因。