镁铬砖因具有良好的挂窑皮性，良好的抗热震性和低的热导率以及良好的抗水泥熟料侵蚀性而被广泛应用在水泥回转窑烧成带。但是镁铬砖在水泥窑内使用时，由于碱的作用，Cr3+容易转化为氧化能力极强的Cr6+对环境造成污染。因而，开发水泥窑烧成带用无铬化耐火材料是耐火材料工作者面临的一个重大课题。为此，辽宁青花耐火材料研究院的研究人员以高纯镁砂和镁铝铁尖晶石为原料，研制了抗热震性和挂窑皮性均优于镁铬砖的镁铝铁尖晶石砖。
　　本试验以大石桥地区生产的高纯镁砂（w(MgO)=97.12%）和自制的镁铝铁尖晶石(w(MgO)=33.7%，w(Al2O3)=33.7%，w(Fe2O3)=29.7%为原料。首先根据配比（w）：高纯镁砂：5~3 mm 10％、3~1 mm 30％、＜1 mm 15％、<0.088 mm 35％；＜1 mm的镁铝铁尖晶石10％制成试样，分别在实验室高温炉中1 540、1 600、1 640和1 670 ℃下保温3 h烧成。确定最佳烧成温度为1 600 ℃，然后根据表1配比重新配料制成试样后，在高温炉中经1 600 ℃ 3 h烧成。对烧成试样的显气孔率、体积密度以及常温耐压强度进行检测。
表1  试样的配料组成（w）/%
试样 高纯镁砂/mm 镁铝铁尖晶石/mm
 5~3 3~1 <1 <0.088 <1
1＃ 10 30 21 35 4
2＃ 10 30 19 35 6
3＃ 10 30 17 35 8
4＃ 10 30 15 35 10
5＃ 10 30 13 35 12
　　试验结果显示：(1)随着烧成温度的升高，试样的体积密度增大，显气孔率降低。当烧成温度达到1 600 ℃时，试样已经烧结，再升高烧成温度，试样的体积密度变化不大。对1 600 ℃烧后的试样进行SEM分析发现，试样的主晶相为方镁石，其中也有少量树枝状脱溶相（铁酸镁或镁富氏体）；次晶相为复合镁铝铁尖晶石，晶间由少量的复合尖晶石相和硅酸盐相连结。(2)当试样内镁铝铁尖晶石的加入量增加时，试样的耐压强度先升后降，镁铝铁尖晶石的加入量为10%时，试样的耐压强度最高。这可能是镁砂与镁铝铁尖晶石互溶的结果。(3)镁铝铁尖晶石砖的抗热震性优于直接结合镁铬砖，而挂窑皮性能与直接结合镁铬砖相近。
　　（摘编自《第十二届全国耐火材料青年学术报告会论文集》）