高純度河北鎂磚是高溫爐爐（lú）襯的結構材（cái）料，其使用溫度可達到2200℃。但（dàn）是，在這種條件下(例如炭黑反應器中的超高溫環境中)應用時，高純（chún）鎂磚的鑄（zhù）砂純度（dù）和性能卻需要進行仔（zǎi）細平衡。

我們知道，耐火材料(包（bāo）括鎂質耐火材料)不（bú）隻是要耐（nài）高溫和耐腐蝕/侵蝕（shí），在使（shǐ）用時還必須盡可能不（bú）產生變化。一般認（rèn）為河北鎂砂純（chún）度以及物理（lǐ）性能（néng）上的氣孔率和方鎂石晶粒（lì）尺寸等都是提高高（gāo）純鎂磚（zhuān）使用壽命的關鍵參數。

純度

鎂砂中MgO含量是（shì）鎂砂質量的重要指標（biāo）。但隻用MgO含量作為評價標（biāo）準是（shì）不夠的，雜質（zhì）的相對（duì）含量，特別是那（nà）些在高溫條件下容易形成熔體的成分的含量也（yě）很重要。在（zài）雜質成分中，首先是B2O3和SiO2,其次是（shì）Al2O3、Fe2O3、MnO以及CaO，它們的影響不僅取決（jué）於其含量（liàng），特別是（shì）要根據CaO/SiO2比來評價各（gè）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（néng）。

在超高溫環境中使用的鎂質耐火（huǒ）材料（liào）則需要高純度（dù）：因為高純（chún）度的（de）鎂質耐火材料具有高的高溫（wēn）強度，試驗證明，鎂質耐火材（cái）料的（de）高溫抗折強度（dù）隨MgO含量由90%~98%有緩慢下降的趨（qū）勢，但MgO含量超過98%時則突然增加了，其中MgO含（hán）量增加到99%以上時（shí）能（néng）顯著地提高其高溫強度在這（zhè）種情況下（xià），雜質種類的影響已經變得無（wú）足輕重了因為在這種情況下，雜質孤立存在於方鎂石晶粒交接處(角隅)，所以MgO-MgO直接結合組織發達，高溫強度大，材料（liào）的耐磨性高，抗腐蝕（shí）/侵蝕性強。

致密度(氣孔率)

耐火材料的相對（duì）密度μ與氣孔率ε存在下述（shù）關係：

ε=1-μ

這表明（míng）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種尺度。它們對材（cái）料的蝕損有影響。評（píng）價氣孔率的標準為：

(1) 氣孔的（de）體積(致密度，即總氣孔率ε);

(2) 氣孔的種類（lèi）(封閉氣孔比開口（kǒu）氣孔（kǒng）有利;

(3) 氣孔尺寸和（hé）形狀(比表麵積)。

方鎂石晶粒大小

方鎂石晶粒的侵蝕是外來成分(物質)在界麵開始的。因此，方接石晶粒增大，相應降低了比（bǐ）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，表明粗晶燒結鎂砂具（jù）有高抗侵蝕的優點。

電熔是生產大晶粒鎂（měi）砂的根本方（fāng）法。河北電熔河（hé）北鎂砂同燒結鎂砂相比（bǐ），具有如下優點：

(1)致密化程度好(除去外殼材料的熔觸鎂砂（shā）幾（jǐ）乎沒有開口氣孔（kǒng）);

(2)方鎂石（shí）晶粒較大(尤（yóu）其是塊料冷（lěng）卻適當時)。

對（duì）於燒結鎂砂而言（yán），可以采取（qǔ）下述技術措施來增加方鎂石（shí）晶粒尺寸;

(1)早期的技術措施有

1)添加Cr2O3，通（tōng）過增大方鎂（měi）石晶格的遷移率以增大（dà）晶粒尺寸和（hé）促進致（zhì）密化;

2)以TiO2:和Fe2O3通過過渡液相培育大晶粒;

3)在（zài）豎窯中更高溫度下加入氧化物煆燒，達（dá）到大的晶粒。

實際生產中，為（wéi）了（le）促進方鎂石晶粒長大，常使用少量(小於0.5%)Cr2O3、Fe2O3尤（yóu）其是ZrO3以及鈦（tài）、釩、錳、鋁、銅的氧化物（wù）和鹽。稀（xī）土元素促進晶粒長大，但機理（lǐ）是不同（tóng）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（jié）可獲得方鎂石（shí）晶粒尺寸（cùn）從50μm到大200μm的優質燒結鎂砂。

通過以上分析可以（yǐ）認為，選擇純度98.5%-99%MgO、體積密（mì）度大於3.35g/cm3、方鎂石晶（jīng）粒尺寸為50μm到（dào）200μm的優質鎂砂生（shēng）產的特種高純度鎂質（zhì）耐火製品可與炭黑反成器中超高溫(2100℃)區域的操作條件（jiàn）相適應，而高溫(1725-1925℃)區域則選用97.5%~98%MgO的鎂（měi）質耐（nài）火製品築襯，進行分區砌築（zhù）便於獲得較佳的經（jīng）濟/技術效果。在炭黑（hēi）反應器連續操作（zuò）的條件下證明其使用壽命是充分的。然而，當爐子（zǐ）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續損（sǔn）毀卻是導致其使用壽命並並不十（shí）分理想的重要原因。