高純度（dù）上海鎂磚是高溫爐爐襯的結構材料，其（qí）使用溫度可達到2200℃。但是，在這種條（tiáo）件下(例如炭黑反應器中的超高溫（wēn）環境中)應用時，高純鎂磚的鑄砂純度和性（xìng）能卻需要進行仔細平衡。

我們知道，耐火（huǒ）材料(包括鎂質耐火材（cái）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（yī）般認為上海鎂砂純度以及物理性能上的氣孔率和方鎂石（shí）晶粒尺寸等都是提高高純鎂磚使用壽命的（de）關鍵參（cān）數。

純度

鎂砂中MgO含量是鎂砂質量的重要（yào）指標。但（dàn）隻（zhī）用MgO含量作為評價標準是不夠（gòu）的，雜質的相對含（hán）量，特別是那些在高溫條件下容易形成熔體的成分的含（hán）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（yǐng）響不僅取（qǔ）決於其含量，特別是要（yào）根據CaO/SiO2比來評價各成分對鎂砂質量的影響，通常（cháng）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則需要高純度：因為高純度（dù）的（de）鎂質（zhì）耐火材料具有高的高溫強度，試驗證明，鎂質耐火材料的高溫（wēn）抗折強度隨MgO含量由90%~98%有緩慢（màn）下降的趨（qū）勢，但MgO含量（liàng）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（yǐng）響已經變得無足輕重了因為在（zài）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（dà），材料的耐磨性高（gāo），抗腐蝕/侵蝕性強。

致密度(氣孔率)

耐火材料的相（xiàng）對密度（dù）μ與氣孔率ε存在下（xià）述關係：

ε=1-μ

這表明低氣孔率的材料具有（yǒu）高密度，所以氣孔率逛（guàng）材料致密度的一種尺度。它們對材料的蝕損有影響（xiǎng）。評（píng）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（qì）孔比開口氣孔有利;

(3) 氣孔尺寸和形狀(比表麵積)。

方鎂（měi）石晶粒大小

方鎂石晶粒的（de）侵蝕是外來成分(物質)在界麵（miàn）開始的。因此，方接石晶粒增大，相應降低（dī）了比表麵積。可見（jiàn），增加（jiā）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有高抗侵蝕的優點。

電熔（róng）是（shì）生產大（dà）晶粒鎂砂的根本（běn）方法。上海電熔上海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幾乎（hū）沒有開口氣孔);

(2)方鎂（měi）石晶粒較大(尤其是塊料冷卻適當時)。

對於燒結鎂（měi）砂而言，可以采（cǎi）取下述技術（shù）措施來增加方鎂石晶粒尺寸;

(1)早期的技術措施有（yǒu）

1)添加Cr2O3，通過增大（dà）方鎂石晶格的遷移率以增大晶粒尺寸和（hé）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（xià）加入（rù）氧化物煆（duàn）燒，達（dá）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0.5%)Cr2O3、Fe2O3尤其是ZrO3以及（jí）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。

(2)以天然微晶菱鎂石為原料在豎窯中以非常高的（de）溫度燒結（jié）可（kě）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，選擇純度98.5%-99%MgO、體積（jī）密（mì）度大於（yú）3.35g/cm3、方鎂石（shí）晶粒尺寸為50μm到200μm的（de）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（tiáo）件相適應，而高溫(1725-1925℃)區域（yù）則（zé）選用97.5%~98%MgO的鎂（měi）質耐（nài）火製品築襯，進（jìn）行分區砌築便於獲得較佳的經濟（jì）/技術效果（guǒ）。在炭黑反應器連續操作的（de）條件（jiàn）下證明其使用壽命是充分的。然而，當爐子操作（zuò）條件難以保證連續操（cāo）作時，由於剝落所引起的爐襯不連續損毀卻是導致其使用壽命並並不十分理想的重要原因。