高純度棗莊鎂磚是高溫爐爐襯的結構材料，其使用溫度可達（dá）到2200℃。但是，在這（zhè）種條（tiáo）件下(例如炭黑反應（yīng）器中的超高溫環境中)應用時，高純鎂（měi）磚的鑄砂純度和性能（néng）卻（què）需要進行仔細平衡。

我們（men）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。一般認為棗莊鎂砂純度以及（jí）物理性能上的氣孔率和方（fāng）鎂石晶粒尺寸等都是提高高純鎂磚使用壽命的關鍵（jiàn）參數。

純度

鎂砂中MgO含量（liàng）是鎂砂質量的重要指標。但隻用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（zài）高溫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（shì）B2O3和SiO2,其次是Al2O3、Fe2O3、MnO以及CaO，它們的影響（xiǎng）不僅取決於其含量，特別是（shì）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，以便獲得更佳的高溫性能。

在超高溫環境中使用的鎂質耐火材料（liào）則需要高純度：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（huǒ）材料的高溫抗折強度（dù）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，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，雜質種類的影響已經變得無足輕重（chóng）了因為在這（zhè）種（zhǒng）情況下，雜（zá）質孤立存在於方鎂石晶粒交（jiāo）接處(角隅)，所以MgO-MgO直接結合組織發達，高溫強度大，材料的耐磨性高，抗腐蝕/侵蝕性強。

致密（mì）度(氣孔率)

耐火材料的相對密度（dù）μ與氣孔（kǒng）率（lǜ）ε存在下述（shù）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影響。評價氣孔率（lǜ）的（de）標（biāo）準為：

(1) 氣孔的體積(致密度（dù），即總氣孔率ε);

(2) 氣孔的種類(封閉氣孔比開口氣（qì）孔（kǒng）有利;

(3) 氣孔尺寸（cùn）和形狀(比表麵（miàn）積)。

方鎂石晶粒（lì）大小

方鎂石晶粒的侵蝕是外來（lái）成分(物質（zhì）)在界麵開始的。因此，方接石晶粒增大，相應降低了比表麵積。可見，增加方鎂石晶（jīng）粒尺寸降低了鎂質耐火材料（liào）被侵蝕的趨勢，表明粗晶燒結鎂砂具有高抗侵（qīn）蝕的優點。

電熔是生產大晶（jīng）粒鎂砂的根本（běn）方法。棗莊電熔（róng）棗莊鎂砂（shā）同燒（shāo）結鎂（měi）砂（shā）相比，具有如下優點：

(1)致（zhì）密化程度好(除去外殼材料的熔觸鎂砂幾乎沒有開口氣孔);

(2)方鎂石晶（jīng）粒較大(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)早期的技（jì）術措施有

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

2)以TiO2:和Fe2O3通過過渡液相培育大晶粒;

3)在豎窯中更高溫度下加入氧化物煆燒，達（dá）到大的晶粒（lì）。

實際生產中，為了促進方鎂（měi）石晶粒長（zhǎng）大，常使用少量(小於0.5%)Cr2O3、Fe2O3尤其是（shì）ZrO3以及鈦、釩、錳、鋁、銅的氧化物和（hé）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（rèn）為，選擇純（chún）度98.5%-99%MgO、體（tǐ）積密度大於3.35g/cm3、方鎂石晶（jīng）粒尺（chǐ）寸為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（gāo）溫(2100℃)區域的操作（zuò）條件相適應（yīng），而（ér）高溫(1725-1925℃)區（qū）域則選用97.5%~98%MgO的鎂質耐火製品（pǐn）築（zhù）襯，進行分區砌築便於獲得較佳的（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，當爐子操作條件難以保（bǎo）證連續操作時，由於剝落所引起的爐襯（chèn）不連續損毀卻是（shì）導致其使用壽命並並不十分理想的重要原（yuán）因。