高純度威海鎂磚是高溫爐爐襯的結構材料（liào），其使用溫度可（kě）達到（dào）2200℃。但是，在這種條件下(例如炭黑（hēi）反應（yīng）器中的超高溫環境中)應用時，高純鎂磚的鑄砂純度（dù）和性能卻需要進行仔（zǎi）細平衡。

我們知道，耐（nài）火材料(包括鎂質耐（nài）火材料)不隻是要耐高（gāo）溫和耐（nài）腐蝕/侵蝕，在使用時還（hái）必須盡可能不產生變（biàn）化。一般認為威海鎂砂純度以及物理性能上的（de）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

鎂砂中MgO含量是鎂砂質量的重要（yào）指標。但隻（zhī）用MgO含量作為評價（jià）標（biāo）準是不（bú）夠的，雜質的相對含量（liàng），特別是那些在高溫條件下（xià）容易形成熔體的（de）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（yǐ）及CaO，它們的影響（xiǎng）不（bú）僅取決（jué）於其含量，特別是（shì）要根據（jù）CaO/SiO2比來評價各成分對鎂砂（shā）質量的影（yǐng）響，通（tōng）常希望鎂砂中具有高CaO/SiO2比（bǐ），以便獲得更佳的高溫性能。

在超高溫環境中使用的鎂質耐火材（cái）料則需要高純度：因（yīn）為高純度的鎂質耐火材料具有高的高（gāo）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（de）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（zhe）地提高其高溫強度在這種情況下，雜質（zhì）種類的影響已經變得無足輕重了因（yīn）為在這種情況下（xià），雜質（zhì）孤立存（cún）在於（yú）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（nài）磨性高（gāo），抗腐蝕/侵蝕性強。

致密度(氣孔率)

耐火材料的相對密度μ與氣孔率（lǜ）ε存在下述關係：

ε=1-μ

這表明低（dī）氣孔率的材料具有高密度，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（kǒng）比開口氣孔（kǒng）有利;

(3) 氣孔尺寸和形狀（zhuàng）(比表（biǎo）麵（miàn）積)。

方鎂石晶粒大小

方（fāng）鎂石晶粒的侵蝕是外（wài）來成分(物質)在界麵開（kāi）始的。因此，方接石晶粒增大，相應降（jiàng）低（dī）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蝕的趨勢，表明（míng）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。威海（hǎi）電熔威海鎂砂同燒結鎂砂（shā）相比（bǐ），具有如（rú）下優點：

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

(2)方鎂石晶粒較大（dà）(尤其是塊料冷卻適當時)。

對於燒結鎂砂而言，可以采取下述技術措施來增加方鎂石晶粒尺寸;

(1)早期（qī）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增大晶（jīng）粒尺寸和促進致密化;

2)以TiO2:和Fe2O3通（tōng）過過（guò）渡液（yè）相（xiàng）培育大晶粒;

3)在豎窯中更高溫度下加入氧（yǎng）化物煆燒，達到（dào）大的晶粒。

實際（jì）生（shēng）產中，為了促進（jìn）方鎂石晶粒長（zhǎng）大，常使用（yòng）少（shǎo）量(小於0.5%)Cr2O3、Fe2O3尤其是ZrO3以及鈦、釩、錳、鋁、銅的氧化物和鹽（yán）。稀土元素促進（jìn）晶（jīng）粒長（zhǎng）大，但機理是不（bú）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可獲（huò）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（xī）可以認為，選擇純度98.5%-99%MgO、體積密（mì）度大於（yú）3.35g/cm3、方（fāng）鎂石（shí）晶粒尺寸為50μm到200μm的優質（zhì）鎂砂生產的特（tè）種高（gāo）純度鎂質耐（nài）火製（zhì）品可與炭黑反成器中超高溫(2100℃)區域（yù）的操作條件相適應，而高溫（wēn）(1725-1925℃)區域則（zé）選用97.5%~98%MgO的鎂質耐火製品築襯，進行分區砌築便於獲得較佳的經濟/技（jì）術效果。在炭黑反應器（qì）連續操作的條件下（xià）證明其使用壽命是充分的。然而，當（dāng）爐子操作條件難以保證連（lián）續操作時，由於剝落所引起的爐襯不連（lián）續損毀卻是導致其使用壽命並並不十（shí）分理想（xiǎng）的重要原因。