高（gāo）純度石家（jiā）莊鎂磚是（shì）高溫爐爐襯的結構材料，其使用溫度可達到2200℃。但是，在這種條件下(例如炭（tàn）黑反應器中的超高（gāo）溫環境中)應用時，高純（chún）鎂磚的鑄砂純度和性能卻需要進行仔細平衡。

我們知道（dào），耐火材料(包括（kuò）鎂質耐火材料)不隻是要耐高溫和耐腐蝕/侵蝕，在使用時還必須盡可能不產生變（biàn）化（huà）。一般認為石家莊鎂砂純度以（yǐ）及物理性能上的氣孔率和（hé）方鎂石晶（jīng）粒尺寸等都是提高高純鎂磚使（shǐ）用（yòng）壽命的（de）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（píng）價標準是不（bú）夠的，雜質的相對含量，特別是那些在高溫（wēn）條件下容易形成熔體的成分（fèn）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（yǐng）響不僅取決於其含量，特別是要根據CaO/SiO2比來評價各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（gèng）佳的高溫性能。

在（zài）超高溫環境中使用的鎂質耐火材料則需要高純度（dù）：因為高純度的鎂質（zhì）耐火材料具有高的高溫（wēn）強度（dù），試驗證明，鎂質耐火材料的高溫抗折強度隨MgO含量由90%~98%有緩慢下降的趨勢，但MgO含量超過（guò）98%時則突然增加了，其中MgO含量增（zēng）加到99%以上時能顯著地提高其高溫強（qiáng）度在（zài）這種情（qíng）況下，雜質種類的影響已經變得無足輕重了因為在這種情（qíng）況下，雜質孤立存在於方鎂石晶粒交接處(角（jiǎo）隅)，所以MgO-MgO直接結合組織發達，高溫強度大，材料的耐磨性高，抗（kàng）腐蝕/侵蝕性強。

致密度(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（biǎo）明（míng）低氣孔率的材（cái）料具有（yǒu）高（gāo）密度（dù），所以氣（qì）孔率逛材料致密度的一種（zhǒng）尺度。它們對材料的蝕損有影響。評價氣（qì）孔率的標準為：

(1) 氣孔的體積(致密度，即總氣孔率ε);

(2) 氣孔的種類(封閉氣孔（kǒng）比開口氣孔有利;

(3) 氣孔尺寸和形狀(比表麵積)。

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（biǎo）麵積（jī）。可（kě）見，增加方鎂石晶粒尺（chǐ）寸降低了（le）鎂質耐火材料被侵蝕的趨勢，表明（míng）粗晶燒結鎂砂具有高抗侵蝕的優（yōu）點（diǎn）。

電（diàn）熔是生產大晶粒鎂（měi）砂的（de）根本方法。石家莊電熔石家莊鎂砂同燒結鎂（měi）砂相比，具有如下優點：

(1)致密化程度好(除去外殼材料（liào）的熔觸鎂砂幾乎沒有（yǒu）開口氣（qì）孔);

(2)方鎂石晶粒較大（dà）(尤其是塊料（liào）冷卻適當時（shí）)。

對於燒結鎂砂而言，可以采取（qǔ）下述技術措施來增加方鎂（měi）石晶粒尺（chǐ）寸;

(1)早期的技術措施有

1)添加Cr2O3，通過增大方鎂石晶格的遷移率以增大晶粒尺（chǐ）寸和促（cù）進致（zhì）密化;

2)以TiO2:和Fe2O3通過過渡液相培育大晶粒;

3)在豎（shù）窯中（zhōng）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（fāng）鎂石晶粒長大，常使用（yòng）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（shì）不同（tóng）的。

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

通過以上分析可以認為，選擇純度98.5%-99%MgO、體積密度大（dà）於3.35g/cm3、方鎂石晶粒尺寸為50μm到200μm的優質鎂砂生產的（de）特種高純度鎂質耐火製品可與炭黑反成器中超高溫（wēn）(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的鎂質耐火製品築襯（chèn），進（jìn）行分區砌築便於獲得較佳的經濟/技術效果（guǒ）。在炭黑反應器連續操作的條件下證（zhèng）明其使（shǐ）用壽命是充分的。然而，當爐子操作（zuò）條件難以保證連續操作時，由於剝落所引起的爐襯（chèn）不連續損毀卻是導致其使用壽命並並不十分理想的重要原因。