钢包用透气砖起着调整钢水温度、净化钢水合金成分的作用，但目前使用的Al2O3-Cr2O3质透气砖存在两大问题：一是钢水渗透，二是含有Cr2O3成分，前者，钢水渗入透气砖，影响透气效果，需要烧氧清洗；后者，所含的Cr2O3成分有害人体及环境。日本炉材公司的研究人员对镁尖晶石透气砖的性能进行了研究。
    试验采用6组试样，骨料使用1～1.5 mm和0～1 mm的电熔镁砂。其中，试样A~C，依次增大锆英石粉的添加量，试样D~F使用木屑和球状聚苯乙烯，控制透气性，为了降低成本，试样F使用0～1 mm的电熔镁砂，结合剂使用木质素磺酸钙，添加量为4％，混练15 min后，经147 MPa油压成型，再经1 650 ℃ 5 h竖窑烧成，试样性能及成分见表1，并对试样进行抗剥落试验和抗浸润性试验。
表1 镁尖晶石透气砖的性能及成分

    抗剥落试验，试样加工成40 mm×20 mm×80 mm规格，在电炉中经1 200 ℃ 15 min加热、取出水冷15 min，冷热循环10次，各试样出现龟裂、剥落时的次数见表2。
表2 抗剥落试验结果

    从表2可以看出，试样（镁尖晶石透气砖）的抗剥落性明显好于对比样（Al2O3-Cr2O3质透气砖），各试样之间没有大的差异。这主要是因为，试样中的MgO与Al2O3成分发生反应，生成尖晶石，形成微裂纹以及锆英石粉离解后，SiO2和MgO反应又生成了镁橄榄石。另一个原因是，镁尖晶石透气砖的耐压强度本身就大于Al2O3-Cr2O3质透气砖。
    抗渗透性试验，利用坩埚侵蚀法，在透气砖上部打一个ф30×20 mm的孔，放入30 g纯铁粉，在电炉中经1 700 ℃ 3 h加热、坩埚侵蚀，评价试验后试样的渗透厚度。结果见表3。
表3 抗侵蚀试验结果

    从表2可以看出，试样（镁尖晶石透气砖）的抗剥落性明显也好于对比样（Al2O3-Cr2O3质透气砖），试样的蚀损厚度只是对比样的1/10，渗透厚度也减少一半。    Al2O3-Cr2O3质透气砖的蚀损机理是钢水渗透到Al2O3质材料中，形成低熔物，而镁尖晶石透气砖由于Fe以FeO形式与MgO固溶，抑制了钢水的渗透，难以形成低熔物，提高了镁尖晶石透气砖的抗渗透性。
    试样透气性试验，使用空压机在压力为0.5～3.0 MPa的条件下分别测定气体流量，镁尖晶石透气砖的通气量随着气孔率的大小而变化，但各试样之间的透气量差异不大，均好于对比样 Al2O3-Cr2O3质透气砖，新开发的镁尖晶石透气砖完全可用于实炉使用。
（编译自《日本原料专门委员会文集》2011）