高純度保定鎂磚是（shì）高溫（wēn）爐爐襯的結構（gòu）材料，其使用溫（wēn）度可達到（dào）2200℃。但是，在這種條件下(例如炭黑（hēi）反應器中的（de）超高溫環境中)應（yīng）用時，高純鎂磚的鑄砂純度（dù）和性能卻需要進行仔細（xì）平衡。

我們知道，耐火材料(包（bāo）括鎂質耐火材料)不隻是要耐高溫和耐腐蝕/侵蝕，在使（shǐ）用時還必（bì）須盡可能不產生變化。一般認為（wéi）保定鎂砂純度以及物理（lǐ）性能上的氣孔率和方鎂石晶粒尺寸等都是提高高純鎂（měi）磚使（shǐ）用壽命的關鍵參數。

純度

鎂砂中MgO含量是鎂砂質量的重要指標。但（dàn）隻用MgO含量作為評價標準是不夠的，雜質的相（xiàng）對含量，特別是（shì）那些在高溫條件下容易形成熔（róng）體的成分的含量也很重（chóng）要。在（zài）雜質成分（fèn）中，首（shǒu）先是B2O3和SiO2,其次是Al2O3、Fe2O3、MnO以及CaO，它們的影響不僅取決（jué）於（yú）其含量，特別是要根（gēn）據CaO/SiO2比來評價（jià）各成（chéng）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（xìng）能。

在超（chāo）高溫環境（jìng）中（zhōng）使（shǐ）用的鎂質耐火材料則需要高純度：因為高純度的鎂（měi）質耐火材料具（jù）有（yǒu）高的高溫強度，試驗證明（míng），鎂質耐火（huǒ）材料的高溫抗折強度隨（suí）MgO含量由90%~98%有（yǒu）緩慢下降（jiàng）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（yǐ）上時能顯（xiǎn）著地（dì）提高其高溫強度在這種情（qíng）況下，雜質種類的影響已經變得無足輕重了因為（wéi）在這種情況下，雜質孤立存在於（yú）方鎂（měi）石晶粒交接處(角隅)，所以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（zhì）密度(氣孔率)

耐火材料（liào）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（yǐ）氣孔率逛材料致密度的一（yī）種尺度。它們對材料的蝕損有影響。評價氣孔率的標準為（wéi）：

(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;

(3) 氣孔尺（chǐ）寸和形狀(比表麵積)。

方鎂石（shí）晶粒大（dà）小

方鎂石晶粒的侵蝕是外來成分(物質)在界麵（miàn）開始的。因此，方（fāng）接石晶粒增大，相（xiàng）應降低了比表麵積。可見，增加方鎂石晶粒尺寸降低了鎂質（zhì）耐火材料被侵蝕的趨勢，表明粗晶燒結（jié）鎂砂具有高抗侵蝕的優點（diǎn）。

電熔是（shì）生產大晶粒鎂（měi）砂（shā）的根本方法。保定電熔保定鎂砂同燒結鎂砂相比，具有如下優點：

(1)致密化程度好(除去外殼材料的熔觸鎂砂幾乎沒有開口（kǒu）氣孔);

(2)方鎂石晶粒較大(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)早期的技術措施有

1)添（tiān）加Cr2O3，通過增大方（fāng）鎂石晶格（gé）的遷移率以增大晶粒尺寸和促（cù）進致密（mì）化;

2)以TiO2:和（hé）Fe2O3通過過渡液相培育大晶粒;

3)在豎窯中更高溫度下加入（rù）氧化物煆燒，達到大的晶粒。

實（shí）際生產中，為了促（cù）進方鎂石晶粒長大，常使用少量(小於0.5%)Cr2O3、Fe2O3尤其是ZrO3以及鈦、釩、錳、鋁、銅的氧化物和鹽。稀土元素促進晶（jīng）粒長（zhǎng）大，但機理（lǐ）是不同的。

(2)以（yǐ）天然微晶菱鎂（měi）石為原料（liào）在（zài）豎窯中以非常（cháng）高的溫度（dù）燒結可獲（huò）得方（fāng）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（xuǎn）擇純（chún）度98.5%-99%MgO、體積密度大於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（měi）質耐火製品可與（yǔ）炭黑（hēi）反（fǎn）成器中超高溫(2100℃)區域的操作條件相適應，而高溫(1725-1925℃)區域（yù）則選（xuǎn）用97.5%~98%MgO的鎂質耐火製品築襯（chèn），進行（háng）分區（qū）砌築便於獲得（dé）較佳（jiā）的經濟（jì）/技術效果。在（zài）炭黑反（fǎn）應器連續操作的條件下證（zhèng）明其使用（yòng）壽命是充（chōng）分的。然而，當爐子操作條件難以（yǐ）保證連續操作時，由於剝（bāo）落所引起的爐襯不連續（xù）損毀（huǐ）卻是導致其（qí）使用壽命並並不十分理想的重要原因。