将钢包熔池用耐火材料采用镁质与镁橄榄石质复合替代目前使用的工作层镁铝砖和永久层高铝浇注料，可达到保温、扩容，减重的目的。在定形镁橄榄石质隔热砖中，其菱镁矿粒度的大小对隔热砖的性能也起到了关键的作用，以下是经过试验分析可知，菱镁矿粒度对镁橄榄石质隔热砖性能影响。

(1) 实验配方

菱镁矿由于从600℃开始分解，产生CO2气体逸出，在试样内部留下气孔，从而可提高试样的气孔率，因此菱镁矿可作为造孔剂使用。同时菱镁矿的粒度对试样的气孔大小与分布也具有一定的影响。以高纯镁砂(3-1mm)、镁橄榄石(≤1mm)为主要原料，硅微粉(≤0.045mm)作为细粉，亚硫酸纸浆废液作为结合剂，研究菱镁矿不同粒度对镁橄榄石隔热砖性能影响。实验配方见表1。

表1实验配方/w%

按表1配比进行配料，按2.2.1所述工艺流程进行成型后于1550℃×3h烧成，检测烧后试样的显气孔率、体积密度、常温耐压强度。利用扫描电镜观察试样的微观结构，气孔大小及分布。

(2) 物理性能检测

图1-图2是菱镁矿粒度对镁橄榄石质隔热砖显气孔率与体积密度的影响。

图1菱镁矿粒度对显气孔率影响

图2菱镁矿粒度对体积密度影响

由图1和图2可见，随着菱镁矿粒度的降低，试样的显气孔率降低，体积密度逐渐增大。由于烧成过程中菱镁矿分解，引入的菱镁矿粒度越小，在制品中分散的越均匀，分解后越易于与硅微粉反应生成镁橄榄石，在基质形成微小的气孔越多，孔径越小，从而降低试样气孔率，提高体积密度。

图3是试样在1550℃×3h烧成后，菱镁矿粒度对常温耐压强度的影响。

图3菱镁矿粒度对常温耐压强度影响

由图3可见，降低菱镁矿的粒度，试样的常温耐压强度逐渐增大。当菱镁矿的粒度≤0.075mm时，试样的耐压强度达到最大值。这是由于当菱镁矿以较小粒度引入时，均匀的分散于基质中，经烧成分解后在试样内部形成微小的封闭气孔，从而提高了试样的强度。

(3) 显微结构分析

图4是添加不同粒度菱镁矿试样的显微结构照片图。其中图4(a)-图4(d)是菱镁矿分别以(a)3-1mm、(b)1-0.15mm、(c)0.15-0.075mm和(d)≤0.075mm的粒度引入试样。

图4菱镁矿不同粒度试样SEM图(50×)

由图4可见，随着菱镁矿粒度的降低，试样中气孔孔径逐渐变小，且分布均匀。图4(a)和图4(b)中，试样的气孔较大，形成贯通气孔，且分布不均匀。而图4(c)和图4(d)中气孔较小。这是由于当菱镁矿以较大粒度引入时，随试样烧成的进行，菱镁矿分解，产生碎裂，二氧化碳气体放出，造成试样中形成较大的贯通气孔。而菱镁矿以细粉形式引入时，经过混炼后均匀的分布于基质中，随着菱镁矿的分解，气体放出后形成的方镁石与基质中硅微粉反应生成镁橄榄石，在基质中形成微孔，从而提高体积密度和常温耐压强度。这与对试样的物理性能检测相一致。

综上所述，选择粒度为≤0.075mm菱镁矿进行下一步实验。