高純度襄陽（yáng）鎂磚是高溫爐爐襯的結（jié）構材料，其使用溫度可達到2200℃。但是（shì），在這種條件（jiàn）下(例如炭黑反應器中（zhōng）的超高溫環境（jìng）中（zhōng）)應（yīng）用時，高純鎂磚的鑄砂純度和性能卻需要進行仔（zǎi）細平衡。

我們知道，耐火材料(包括鎂質（zhì）耐火材料)不隻是要（yào）耐（nài）高溫和耐（nài）腐蝕/侵蝕，在使用時還必須盡可能不產生變化。一般認為襄（xiāng）陽鎂砂純度以及物理性能上的氣孔率和方鎂（měi）石（shí）晶粒尺寸（cùn）等（děng）都是提高高純鎂磚使用壽命的關鍵參（cān）數。

純度

鎂砂中MgO含量是鎂砂質量的（de）重要指標。但隻用MgO含量（liàng）作為（wéi）評價標準是不夠（gòu）的，雜（zá）質的相（xiàng）對含量，特別是那（nà）些在高溫條（tiáo）件下容（róng）易形成熔體的成分的含量也很重要。在雜質成分中，首先是（shì）B2O3和（hé）SiO2,其次是Al2O3、Fe2O3、MnO以（yǐ）及CaO，它們（men）的影響不僅取（qǔ）決於其含（hán）量，特別是要根據（jù）CaO/SiO2比（bǐ）來評價各成（chéng）分對鎂砂質量的影響，通常希望鎂砂中具（jù）有高CaO/SiO2比，以便獲（huò）得（dé）更佳的高溫性能。

在超高溫環境中（zhōng）使用的鎂質耐火材料則需要高純度：因為高純度的鎂質耐火材料具有高的高溫（wēn）強度，試驗證明，鎂（měi）質耐火材料的高溫抗折強度隨MgO含量（liàng）由90%~98%有緩慢下降的趨（qū）勢，但MgO含量超過98%時則突然（rán）增加了，其中MgO含量增加到99%以上時能顯著（zhe）地提高其高溫（wēn）強度在這種情況下，雜質種類的影響（xiǎng）已（yǐ）經變得無足輕重了因為（wéi）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（fā）達，高（gāo）溫強度大，材料的耐磨性高，抗腐蝕/侵蝕性強。

致密度(氣孔率)

耐火材料（liào）的相對（duì）密度μ與（yǔ）氣孔率ε存在下述關（guān）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。評價氣孔率的標準為：

(1) 氣孔的體積(致密度，即總（zǒng）氣孔率ε);

(2) 氣孔的種類(封閉氣孔比開口氣（qì）孔有（yǒu）利;

(3) 氣孔尺（chǐ）寸（cùn）和形狀(比表麵積)。

方鎂石晶粒大小

方鎂石晶粒的侵蝕是（shì）外來成分(物質)在（zài）界麵開始的。因此，方接（jiē）石晶粒增大，相應降低了比表麵積。可（kě）見，增加方（fāng）鎂石晶粒尺（chǐ）寸降低了鎂質耐火材料被侵蝕的趨勢，表明粗晶燒結鎂砂（shā）具有高抗侵蝕的優點。

電熔是生產大晶粒鎂砂的（de）根本（běn）方法。襄陽電（diàn）熔襄陽鎂砂同燒結鎂砂（shā）相比，具有如下（xià）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氣孔);

(2)方鎂石晶（jīng）粒較大(尤其是塊料冷卻（què）適當時)。

對於（yú）燒結鎂砂而言，可（kě）以采取下述技術（shù）措施來增加方鎂石晶粒尺寸;

(1)早期的（de）技術措（cuò）施有

1)添加Cr2O3，通過（guò）增大方鎂石晶格的遷移率以增大晶粒尺寸（cùn）和促進（jìn）致密化;

2)以TiO2:和Fe2O3通過（guò）過渡液相（xiàng）培育大晶粒;

3)在豎（shù）窯中更高溫度下加入氧化物煆燒，達到大的晶粒。

實際生產中，為了促進（jìn）方鎂石晶粒長大，常使用少量(小於0.5%)Cr2O3、Fe2O3尤其是（shì）ZrO3以及鈦、釩（fán）、錳、鋁、銅的氧（yǎng）化物（wù）和鹽（yán）。稀（xī）土元素促進晶粒長大，但（dàn）機理是（shì）不同的。

(2)以天然（rán）微晶菱鎂石為原料在豎窯中以非常高的溫度燒（shāo）結可獲得方鎂石（shí）晶粒尺寸從50μm到大200μm的優質燒結鎂砂（shā）。

通過以上分析（xī）可以認（rèn）為，選擇純度98.5%-99%MgO、體積密度大於（yú）3.35g/cm3、方鎂石晶粒尺寸為50μm到200μm的優質鎂砂生（shēng）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（shì）應，而高溫(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較佳的經濟/技術效果。在炭黑反應器連續操（cāo）作的條件下證（zhèng）明其使用壽命是（shì）充分的。然而（ér），當爐子操作條件難以（yǐ）保證連續操作時，由於剝落所引起的爐襯不連續損毀卻是導致其使用壽（shòu）命並並不十分理想的重要原因。