鎂磚

19世紀80年代，奧地利首先生產鎂磚。後來美國和俄國也分別於1895年和1900年開始生產鎂磚，20世紀60年代和80年代又分別開始批量生產再結合鎂磚和直接結合鎂磚。

鎂磚的原料主要是菱鎂礦，其基本成分是MgCO，經過高溫煅燒再破碎到一定粒度后成為燒結鎂砂。鎂砂廣泛用作補爐材料、搗打材料，含雜質少的鎂砂（ω（CaO）<2.5%，ω（SiO）<3.5%），作為製造鎂磚的原料。我國鎂礦儲量與產量均居世界前列。

鎂磚按其生產工藝的不同，分為燒結鎂磚和化學結合鎂磚兩種。燒結鎂磚是用經過死燒、顆粒大小配比適當的鎂砂，加入滷水（MgCl水溶液）和亞硫酸紙漿廢液作結合劑，加壓成型，在1550~1650℃的高溫下燒成。而化學結合鎂磚是不經過燒成工序的，把燒結鎂砂按粒度比例配好以後，加入適量的礦化劑和結合劑，壓製成型，經過乾燥就是成品。化學結合鎂磚的強度較低，性能不如燒結鎂磚，但是價格便宜，不及燒結鎂磚價格的一半。它用在性能要求不太高的部位，如加熱爐和均熱爐爐底。

鎂磚屬於鹼性耐火材料，對鹼性熔渣有較強的抵抗能力，但不能抵抗酸性渣的侵蝕，在1600℃高溫下，與硅磚、黏土磚甚至高鋁磚接觸都能起反應。鎂磚的耐火度在2000℃以上，但其荷重軟化點只有1500~1550℃。而且開始軟化到40%變形的溫度間隔很小，只有30~50℃鎂磚的熱穩定性也較差，這是鎂磚損壞的一個重要原因。

在加熱爐及均熱爐上，鎂磚主要用於鋪築爐底表面層及均熱爐爐牆下部，它可以抵抗氧化鐵皮的侵蝕。

鎂磚的耐火度可達2000℃以上，其荷重軟化溫度隨膠結相的熔點及其在高溫下所產生的液相的數量不同而有較大差異。一般鎂磚的荷重軟化開始溫度在1520~1600℃之間，而高純鎂磚可達1800℃。鎂磚的荷重軟化開始溫度與坍塌溫度相差不大。20~1000℃下鎂磚的線膨脹率一般為1.2%~1.4%，並近似呈線性。高溫下磚內出現液相時，會突然發生收縮。鎂磚的熱導率較高，在耐火製品中僅次於碳磚和碳化硅磚，它隨溫度的升高而降低。鎂磚的抗熱震性較差，提高鎂磚的純度可適當提高抗熱震性。鎂磚抗酸性渣的能力很差，使用時不能直接與硅磚接觸，一般要用中性磚將其隔開。鎂磚在常溫下的導電率很低，但在高溫（如1500℃）下卻不可忽視，若用於電爐爐底，應引起注意。

鎂磚的抗水化性較差，遇水易水化，併產生裂紋，降低其強度。因此，在儲運時要注意防潮、防雨雪。各種鎂磚的典型理化性能見上表。中國標準（GB 2275-87）規定了一般用途的鎂磚和鎂硅磚的理化性能指標，見表下表。

鎂磚顯微結構其實就是鎂砂顯微結構的組合，採用1種原料生產的鎂磚顯微結構最簡單。一種英國海水鎂砂製成的鎂磚，基質中除孔隙外，幾乎沒有硅酸鹽。方鎂石晶內、晶間微孔為特徵性結構參數。生產鎂磚主要靠鎂砂細粉基質中液相的燒結作用實現顆粒之間的結合，因此，純度高的原料較難燒結，用海水鎂砂制磚要在1700~1800℃甚至1850℃以上的溫度燒成。而含硅酸鹽（CMS）較多的磚，在1500~1600℃便可燒結。因此，常見一般鎂磚很緻密，而海水鎂磚基質多孔隙。但反映在高溫力學性質上，卻呈現出相反的結果，譬如，海水鎂砂磚的荷重軟化溫度高於1700℃；一般燒結鎂磚為1500~1600℃。國外生產高純鎂磚多採用海水鎂砂或海水鎂砂與電熔鎂砂合用。

將鎂砂原料破粉碎成顆粒料和粉料，按一定的配比配料后，加入結合劑混練成泥料，然後經成型、乾燥、燒成等工序製成燒成鎂磚。普通鎂磚的燒成溫度一般為1500~1650℃，高純鎂磚的燒成溫度則高達1700~1900℃。化學結合鎂磚生產工藝基本相同，只是採用化學結合劑結合無需高溫燒成，僅需適當的低溫熱處理即可製成不燒鎂磚。鎂磚的生產工藝流程見下圖。