高純（chún）度唐山鎂磚是高溫爐爐襯的結構材料，其使用溫（wēn）度可達到2200℃。但是，在（zài）這種條件下(例如炭黑反應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需（xū）要進行仔細平衡。

我們知道，耐火材料(包括鎂質耐火材料)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化。一（yī）般認為唐山鎂砂純度（dù）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（měi）砂中MgO含量（liàng）是鎂砂質（zhì）量的重要指標。但隻用（yòng）MgO含量作為評價標準是不夠的，雜質的相對含量，特別是那些在高溫條件（jiàn）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（cì）是Al2O3、Fe2O3、MnO以及CaO，它們的影響不僅取決於其含量，特別是要根（gēn）據CaO/SiO2比來（lái）評價各成分對鎂砂質量的影響（xiǎng），通（tōng）常（cháng）希望鎂砂中具有高CaO/SiO2比，以便獲得更佳的高溫性能。

在（zài）超高溫環境（jìng）中使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具（jù）有高（gāo）的高溫強度，試驗證明，鎂質耐火材料的高（gāo）溫抗折強度隨MgO含量由90%~98%有緩慢下降的趨勢，但（dàn）MgO含量超過98%時（shí）則突（tū）然增加了，其中MgO含量增加到99%以上時能（néng）顯著地提高其高溫強度在這種情況下，雜質（zhì）種類（lèi）的影（yǐng）響已（yǐ）經變得無足輕（qīng）重了因為（wéi）在這種情況下，雜質孤立（lì）存在於方鎂石晶粒（lì）交接（jiē）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（xìng）高，抗腐蝕/侵蝕性強。

致密度(氣孔率)

耐火材（cái）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（dù）的一種尺度。它們對材料的蝕損有影響。評價氣孔率的標準為：

(1) 氣孔的體積(致密度，即總氣孔率ε);

(2) 氣孔的種類(封閉氣孔比開口氣孔有利（lì）;

(3) 氣孔尺寸和形狀(比表麵（miàn）積)。

方鎂石（shí）晶粒大（dà）小

方鎂（měi）石晶粒（lì）的侵蝕是外來成分(物質)在界麵開始的。因此，方接石晶粒增（zēng）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質耐火材料被侵（qīn）蝕的趨勢，表明粗晶燒結鎂砂具有高抗侵蝕的優點。

電熔是生產大晶粒鎂砂的根本方法。唐山電熔唐山鎂砂同燒結鎂砂相比，具有如下優點：

(1)致（zhì）密化程（chéng）度（dù）好(除去外殼材（cái）料的熔觸鎂砂幾乎（hū）沒有（yǒu）開口氣孔);

(2)方鎂石晶粒較大(尤其是塊料（liào）冷卻適（shì）當時)。

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

(1)早期的技（jì）術措施（shī）有

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

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煆燒，達到大的晶粒。

實際生產中，為了促進方鎂石（shí）晶粒長大，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（huà）物和鹽。稀土元素促進晶（jīng）粒（lì）長大，但機理是（shì）不同的（de）。

(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98.5%-99%MgO、體積密度大於3.35g/cm3、方鎂（měi）石晶粒尺寸為（wéi）50μm到200μm的優質鎂砂生產的（de）特種高純度鎂（měi）質耐火製品可與炭黑反成器中超高溫(2100℃)區域的（de）操作條件相適應，而高溫(1725-1925℃)區域則選用97.5%~98%MgO的鎂（měi）質耐火製品築襯（chèn），進行（háng）分區（qū）砌築（zhù）便於（yú）獲得較佳的（de）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（ér），當爐子操作條（tiáo）件難以（yǐ）保（bǎo）證（zhèng）連續操作時，由於剝落所引起（qǐ）的爐（lú）襯不連續損毀卻（què）是導（dǎo）致（zhì）其（qí）使用壽命並（bìng）並不十分理想的重要原因。