高純度武漢鎂磚（zhuān）是高溫爐爐襯的結構材料，其使（shǐ）用（yòng）溫度可達到2200℃。但是，在這種條（tiáo）件（jiàn）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（shā）純度和性能卻需（xū）要（yào）進行（háng）仔細平衡。

我（wǒ）們知道（dào），耐火材料(包括鎂質（zhì）耐火材料)不隻是要耐高溫和耐腐蝕/侵蝕，在（zài）使用時還必須盡可（kě）能（néng）不產生變化。一般認（rèn）為武漢鎂砂純度以及物（wù）理性能上（shàng）的氣孔（kǒng）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（zhōng）MgO含量是鎂砂（shā）質量（liàng）的重要指標。但隻用MgO含量（liàng）作為評價（jià）標準是不（bú）夠的，雜質的相對含量，特別是那些在高溫條件下容（róng）易形成（chéng）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以及CaO，它們的影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（cháng）希望（wàng）鎂砂（shā）中具（jù）有（yǒu）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材料則需要高純度：因（yīn）為高純度的鎂質耐火材（cái）料具有高的高（gāo）溫強（qiáng）度，試驗證明，鎂質耐火材料的高溫抗折強度隨（suí）MgO含量由90%~98%有緩慢下降的趨勢，但MgO含量超過98%時則突然增加了（le），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足輕重（chóng）了因為在這種情況下，雜質孤立存在於方鎂石晶粒交接處(角（jiǎo）隅)，所（suǒ）以MgO-MgO直接結合組織（zhī）發達，高溫強度大，材料的耐磨性高，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的一種尺度。它們對材料的蝕損有（yǒu）影響。評（píng）價氣孔率的標準為：

(1) 氣孔的體（tǐ）積(致密度，即（jí）總氣孔率ε);

(2) 氣孔的種類(封（fēng）閉氣孔比開口氣孔有利;

(3) 氣孔尺寸和（hé）形狀(比表麵積)。

方鎂（měi）石（shí）晶粒大小

方鎂（měi）石晶粒的侵（qīn）蝕是外來成（chéng）分(物質（zhì）)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（jiàn），增加（jiā）方鎂石晶粒（lì）尺寸降低了（le）鎂（měi）質耐火材料被侵蝕的趨勢，表明粗晶燒結鎂砂具有高抗侵蝕（shí）的優點。

電熔是生產大晶粒鎂砂的根本方法。武漢電熔武漢鎂砂同燒結鎂砂相比，具有（yǒu）如下優點：

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

(2)方鎂石晶（jīng）粒較（jiào）大(尤其是塊（kuài）料冷卻適當時)。

對於燒結鎂砂而言，可以采（cǎi）取下述技術措施來增加方鎂石（shí）晶粒（lì）尺寸（cùn）;

(1)早期的技術措施有

1)添加Cr2O3，通過增大方鎂石（shí）晶格的（de）遷移（yí）率以增大晶粒（lì）尺寸和促進致密化;

2)以（yǐ）TiO2:和Fe2O3通過過渡液相培（péi）育大晶（jīng）粒（lì）;

3)在豎窯中更高溫（wēn）度下加入（rù）氧化物煆燒，達到大的晶粒。

實際生產中，為了促進方鎂石晶粒長大，常使用少量(小於（yú）0.5%)Cr2O3、Fe2O3尤其是ZrO3以及鈦、釩、錳、鋁、銅（tóng）的氧化物和鹽。稀土元素促進晶粒長大，但機理是不同的（de）。

(2)以天（tiān）然微晶菱鎂（měi）石（shí）為原料（liào）在豎窯中以非常高的溫（wēn）度燒結（jié）可獲得方鎂石晶粒尺寸從50μm到大200μm的優質燒結鎂砂。

通過（guò）以上分析可以認為，選（xuǎn）擇純度98.5%-99%MgO、體積密度大於3.35g/cm3、方鎂石晶（jīng）粒尺寸（cùn）為（wéi）50μm到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器中超高溫(2100℃)區域的操作條件相適應，而（ér）高溫(1725-1925℃)區域則選用97.5%~98%MgO的鎂質耐火製品築襯，進行分區砌築便於獲得（dé）較佳的經濟/技術效（xiào）果（guǒ）。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操作時，由於剝落所引起的爐襯不（bú）連續（xù）損（sǔn）毀卻是導致其使用壽（shòu）命並並不十分理想的重要原因。