随着国家环境治理的逐步深入，力度加大，绿色无铬环保碱性耐火材料便显示出更多的优越性，镁铝尖晶石砖作为大中型水泥回转窑过渡带用主导产品，因其强度高，耐高温，抗热震，抗热应力强等优点，长期以来得到用户的普遍认可，现阶段镁铝尖晶石砖仍是过渡带用耐火材料的首选。本工作中研究了预合成电熔镁铝尖晶石加入量对镁铝尖晶石砖性能的影响。 本试验以烧结镁砂、电熔镁砂、电熔镁铝尖晶石为主要原料，其主要化学组成见表1。
1.2 不同镁铝尖晶石的加入量及粒度对比试验
镁铝尖晶石不同加入量试验配比见表2，不同粒度镁铝尖晶石试验见表3，按配比要求准确称料。先将颗粒料加入湿碾机中干混2～3 min，加入3%(w）的木质素溶液结合剂混炼3～5 min，再加入0.088 mm细粉混炼8～10 min，待混合均匀，细粉充分包裹在颗粒料上，无生料，无泥团，手感均匀柔和即可出料。采用630 t电动螺旋压力机成型，坯体经110℃×24 h干燥后，装车进入高温隧道窑烧成，5个高温点总计保温8h后，经冷却带出窑。
按GB/T5998—2000检测体积密度和显气孔率，按GB/T 5072—2008检测常温耐压强度，按YB/T376.1—1995检测抗热震性。 镁铝尖晶石加入量对试样显气孔率和体积密度的影响见图1。
镁铝尖晶石加入量对试样常温耐压强度的影响见图2。可以看出，随着镁铝尖晶石加入量的增加，试样的耐压强度呈降低的趋势，虽降幅不大，但逐渐下降，加入量（w）大于20%时，强度降低较明显。
镁铝尖晶石加入量对试样抗热震性能的影响见图3。可以看出：随着镁铝尖晶石加入量增加，试样的抗热震性能逐步升高，当镁铝尖晶石加入量（w）大于24%时，抗热震性能提高趋缓，几乎不再上升。
2.2 不同粒度镁铝尖晶石对烧后制品性能的影响
2.2.1 对体积密度和显气孔率的影响
不同粒度镁铝尖晶石对试样体积密度和显气孔率的影响见图4，从图4可以看出镁铝尖晶石粒径大小影响制品的体积密度和显气孔率，粒度过大或过小均不利于降低显气孔率，提高体积密度。只有当粒度在合适区间3.5～1 mm时达到最佳状态，试样B-1、B-2、B-3、B-4的实测体积密度分别为2.94 g·cm-3、2.96g·cm-3、2.95 g·cm-3、2.95 g·cm-3，显气孔率分别为16.7%、16.2%、16.4%、16.5%。
不同粒度镁铝尖晶石对试样常温耐压强度的影响如图5所示，由图5可知镁铝尖晶石的粒度影响常温耐压强度，合适的粒度有利于提高常温耐压强度，偏大偏小均不利于常温耐压强度的提高。试样B-1、B-2、B-3、B-4的平均常温耐压强度分别为61.3 MPa、68.5 MPa、65.4 MPa、63.7 MPa。
不同粒度镁铝尖晶石对试样抗热震性能的影响见图6，从图6可以看出，随着镁铝尖晶石粒度的增大，试样的热震稳定性呈现先增大后减小的趋势。试样B-1、B-2、B-3、B-4的抗热震性分别为14次、16次、12次、9次。
由于加入的电熔镁铝尖晶石体积密度（3.72 g·cm-1）比高纯镁砂（3.25 g·cm-1）体积密度大，所以随着镁铝尖晶石加入量的增加体积密度也随着增加，显气孔率则呈下降趋势。当镁铝尖晶石加入到20%以上时，则制品在烧制过程中形成二次尖晶石，砖体膨胀、微裂纹增加，导致体积密度下降，显气孔率上升。又因尖晶石与方镁石同为等轴晶系，镁铝尖晶石的热膨胀系数为7.6×10-6，方镁石的热膨胀系数为13.5×10-6。M-MA砖主要利用两者热膨胀系数差异较大的特性，在烧成冷却过程中形成一定数量的微裂纹，微裂纹的生成改善了材料的抗热震性能，适量的微裂纹在使用中可缓冲因窑温变化产生的热应力，减轻制品剥落，但过多的微裂纹会对材料的强度产生不利影响，因此，随着镁铝尖晶石数量的增加，材料的抗热震性能提高，常温耐压强度降低。 (1）随着镁铝尖晶石加入量的增加，镁铝砖的常温耐压强度逐渐降低，热震性能逐步提高，综合体积密度、显气孔率、常温耐压强度、热震稳定性等因素，其合理的加入量（w）为20%，超过24%的加入量以后抗热震次数几乎不再增加； (2）加入镁铝尖晶石在烧制过程中与镁砂（M-MA）形成二次尖晶石，产生适量的微裂纹，有利于提高热震性能，但强度降低； (3）适度加大镁铝尖晶石粒度有利于提高抗热震性能，试验结果以3.5～1 mm的粒度加入时制品的体积密度，显气孔率最佳，强度适中，热震稳定性良好。
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