電熔鎂砂是堿性耐火材料應(yīng)用最為廣泛的耐火原材料之一，氧化鎂(MgO)從原料中熔析過(guò)程就是電熔鎂砂的熔煉過(guò)程。我國(guó)電熔鎂砂生產(chǎn)的原料主要是菱鎂礦石，這些原料中包含有許多雜質(zhì)，主要有SiO2、CaO、Al2O3和Fe2O3等，由于不同物質(zhì)的熔點(diǎn)是不同的，這就決定了熔煉電熔鎂砂的方法采用的是排析法。根據(jù)原料中各雜質(zhì)熔點(diǎn)的不同，通過(guò)電弧的熱量，不同成分的雜質(zhì)會(huì)依次在各自熔點(diǎn)的溫度熔化。隨著在熔融過(guò)程中溫度的提升，熔點(diǎn)低的雜質(zhì)就會(huì)首先熔化，向外遷移，溫度不斷的升高，雜質(zhì)陸續(xù)的析出，這樣就會(huì)使主體氧化鎂的純度越來(lái)越高。

　　在電熔鎂砂熔煉過(guò)程中，依次經(jīng)歷了熔融、排析、提純、結(jié)晶。如果原料中的含有較多的雜質(zhì)(尤其是SiO2)，會(huì)在鎂砂的提純過(guò)程中受到一定的限制，從而會(huì)使熔塊的理化性能受到一定程度的影響，因此我們要優(yōu)先考慮選用純度較高的菱鎂礦石作為熔煉的原料。熔化速度受到原料粒度的影響。在工業(yè)生產(chǎn)時(shí)一般在投料前，要先對(duì)礦石進(jìn)行破碎處理，粒度過(guò)大會(huì)導(dǎo)致降低熔化速度的降低，電耗量也會(huì)相應(yīng)的增加，但是粒度過(guò)小，則雜質(zhì)往往會(huì)在料層中間熔化而結(jié)殼，這樣雜質(zhì)揮發(fā)逸出就會(huì)變得很難，熔塊的質(zhì)量和純度就會(huì)在很大程度上受到影響。因此在電熔鎂砂熔煉過(guò)程中保持合適的料層厚度是非常關(guān)鍵的。料層薄，就會(huì)使進(jìn)加料間隔時(shí)間縮短，操作時(shí)供電制度容易波動(dòng)，易冒火。料層過(guò)厚會(huì)導(dǎo)致料結(jié)殼，不利于雜質(zhì)的逸出，因此，選擇合理的原料、高水平的操作及合適的電熱制度，這些都是熔煉出合格的電熔鎂砂產(chǎn)品至關(guān)重要的步驟。

　　用電熔法生產(chǎn)電熔鎂晶體的過(guò)程可以分為下面三個(gè)階段：起爐、熔化和收尾。首先，起爐階段：把一層菱鎂礦在爐底放，然后插入三根電極。再在電極間放入碳?jí)K，作為引弧材料，調(diào)整電極的位置起弧。起弧后等電流穩(wěn)定以后就可向電極附近加料，其中電弧會(huì)直接熔化一部分料，在電極下端形成熔池，另外一部分料落入熔池熔化，隨著原料的投入和熔化，熔池的高度會(huì)不斷上升。因此在熔融過(guò)程中，電極要隨熔池上漲而不斷地調(diào)整上升。先前熔化的熔體逐漸會(huì)因爐體的不斷散熱降溫而冷凝結(jié)晶，此時(shí)熔坨在熔池形成啦。爐體內(nèi)，靠近爐殼周邊的原料不能熔化，這樣起到保溫作用。隨著熔融時(shí)間的延長(zhǎng)，熔池不斷上漲，等一直升到爐殼上口表面，此時(shí)熔融過(guò)程結(jié)束。停止供電。然后用小車將熔畢的晶坨連同爐體一起拉離開(kāi)熔融工位，讓其自然冷卻，然后出爐，人工破碎、分級(jí)。整個(gè)電熔鎂砂熔煉過(guò)程如圖1所示。

　　電熔鎂砂的熔煉過(guò)程是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，受到許多因素的影響，不同的電熱制度將生產(chǎn)出晶粒不同、純度不同的產(chǎn)品。在電熔鎂爐初始起爐階段，由于爐底有極少的導(dǎo)電性能好的液體爐料，這就導(dǎo)致電路的電阻比較大，進(jìn)而熔煉電流比較小，所以如果此時(shí)操作人員不能夠謹(jǐn)慎細(xì)微的操作，一旦滅爐以后，再起爐就非常困難。

　　隨著爐底導(dǎo)電液體爐料的不斷增加，電路的電阻將逐漸變少，則熔煉電流將隨之逐漸增大，一般在起爐后大約30至40分鐘，電熔鎂爐就進(jìn)入了正常的熔煉階段，處于此階段時(shí)，隨著加入固體爐料的不斷熔化，電熔鎂爐爐底將形成穩(wěn)定的熔池，其電流也將逐漸穩(wěn)定下來(lái)。在熔煉的過(guò)程中，需要操作人員不斷地向爐內(nèi)加入固體爐料，由于不斷的加入的冷爐料會(huì)使得爐內(nèi)的電路電阻和熱平衡發(fā)生變化，從而引起熔煉電流的急劇變化。

　　同時(shí)，在熔煉過(guò)程中，由于受到外界的干擾，在某一時(shí)刻電流值可能會(huì)變得異常的高，此時(shí)為防止變壓器跳閘，保證熔煉的連續(xù)性，應(yīng)采取緊急的保護(hù)措施。當(dāng)電熔鎂爐處在降溫階段時(shí)，或者因?yàn)樘l必須停止工作時(shí)，此時(shí)為保證熔煉的安全性，我們不要再觸碰電極，也就是說(shuō)電極不能有任何動(dòng)作。隨著熔煉過(guò)程的進(jìn)行，會(huì)有越來(lái)越多的爐料在爐內(nèi)冷卻下來(lái)，當(dāng)爐料表面和爐口的距離達(dá)到20cm左右時(shí)，操作人員一般會(huì)進(jìn)行停止一切操作。此時(shí)，操作人員停電，并從爐內(nèi)將電極提出。

　　熔煉電熔鎂砂的過(guò)程是氧化鎂自身的致密化和純化過(guò)程，其工藝關(guān)鍵是多晶的生成和熔體的建立。在電熔鎂爐中，來(lái)自電弧產(chǎn)生的高溫使含鎂量很高的的原料在爐中發(fā)生脫水、脫碳等物理化學(xué)過(guò)程并熔融。完全熔化的原料在電熔鎂爐加熱停止后開(kāi)始一系列多晶生長(zhǎng)過(guò)程屬于保守過(guò)程。

　　根據(jù)stward提出的熟化效應(yīng)，其熟化效應(yīng)值得是大晶體逐漸成長(zhǎng)并分析，這是通過(guò)消耗微晶或者從母液中吸附熱擴(kuò)散原子來(lái)完成的。在這個(gè)過(guò)程開(kāi)始的時(shí)候，結(jié)晶原料處于一種液體狀態(tài)，固體是通過(guò)在一個(gè)過(guò)冷熔體中的特定界面上凝固而開(kāi)始生長(zhǎng)的。當(dāng)熔體中的某一部分的溫度下降到熔點(diǎn)左右時(shí)，該部位將會(huì)無(wú)規(guī)律的出現(xiàn)晶核，隨著熱量的散發(fā)過(guò)程的不斷進(jìn)行，晶核周圍的固液界面不斷向熔體中擴(kuò)展，在這個(gè)過(guò)程中晶體得以長(zhǎng)大。

　　所以，要想提高多純度的晶體，就首先要提高熔體的純度。在熔化物料的過(guò)程中，首先熔化的是低熔點(diǎn)的雜質(zhì)，MgO晶體并未熔，此時(shí)MgO構(gòu)成多孔層，通過(guò)這些孔層低熔物有內(nèi)向外滲透。