镁碳砖是以高熔点碱性氧化物氧化镁(熔点2800℃)和难以被炉渣侵润的高熔点碳素材料作为原料，添加各种非氧化物添加剂。用炭质结合剂结合而成的不烧碳复合耐火材料。镁碳砖主要用于转炉、交流电弧炉、直流电弧炉的内衬，钢包的渣线等部位。

镁碳砖作为一种复合耐火材料，有效地利用了镁砂的抗渣侵蚀能力强和碳的高导热性及低膨胀性，补偿了镁砂耐剥落性差的最大缺点。

其主要特点有:1具有良好的耐高温性能2抗渣能力强3抗热震性好4高温蠕变低

原料对镁碳砖性能的影响

生产镁碳砖的主要原料，镁砂质量的优劣对镁碳砖的性能有着极为重要的影响，如何合理地选择镁砂是生产镁碳砖的关键。镁砂有电熔镁砂和烧结镁砂，它们具有不同特点。电熔镁砂:晶粒大，杂质少，硅酸盐相少，晶粒直接结合程度高，晶界少。

烧结镁砂:晶粒细小，杂质与硅酸盐相相对叫多，直接结合程度较差。

对于镁砂原料，除了化学成分外，在组织结构方面，还要求高密度和大结晶，因此，作为生产镁碳砖用的镁砂原料质量指标，应考察下列内容:1.氧化镁含量(纯度)。2.杂质的种类特别是.C/S和B2O3含量。3.镁砂的密度、气孔孔径、气孔形态等(烧结性)。

镁砂的纯度对镁碳砖的抗渣性有着重大的影响。氧化镁含量越高，杂质相对越少，硅酸盐相分割程度降低，方镁石直接结合程度提高，抗渣的渗透及渣的熔损能力提高。镁砂中的杂质主要有氧化钙，二氧化硅，氧化铁， 如果杂质含量高，特别是氧化硼的化合物，会对镁砂的耐火度和高温性能产生不利影响。

镁砂中的杂质主要有一下几个方面的不利影响1降低方镁石的直接结合程度2高温下与氧化镁形成低熔物3氧化铁，二氧化硅等杂质在1500-1800℃时，先于氧化镁与碳反应，留下气孔使制品的抗渣性变差。

对于镁砂原料，除了杂质的总量以外，杂质的种类及相对含量队镁砂的性能同样有重大影响。其中CaO/SiO2比和B2O3含量的影响最为明显，一般镁质耐火材料通常要求CaO/SiO2≥2以提高镁碳砖高温稳定性

制备镁碳砖的碳素材料主要为鳞片石墨

鳞片石墨具有以下特性

1.耐高温型石墨的熔点为3850℃±50℃，沸点为4250℃，即使经超高电弧灼烧，质量的损失很小，线膨胀系数也很小。石墨强度随温度提高而加强，在2000℃时，石墨强度提高一倍

2.导电、导热性。石墨的导电性比一般非金属矿高一倍。导热性超过超过钢、铁、铅等金属材料。热导率随温度提升高而降低，甚至在极高的温度下，石墨呈绝热体。

3.润滑性。石墨的润滑性取决于石墨鳞片的大小，鳞片越大，摩擦系数越小，润滑性能越好

4.化学稳定性，石墨在常温下有良好的化学稳定性，能耐酸，耐碱，耐有机溶剂的腐蚀

5.可塑性。石墨的韧性很好，可碾成很薄的薄片。

6.抗热震性。石墨在高温下使用时能经受住温度的剧烈变化而不致破坏，温度突变时，石墨的体积变化不大，不会产生裂纹。

结合剂起着连结基质和颗粒的作用，在实际生产和使用过程中，基质和结合剂系统是镁碳砖两个薄弱环节。

生产镁碳砖对结合剂的要求为,

1.在室温下具有一定的粘度和流动性，并对镁砂和石墨均有良好的湿润性

2.结合剂在热处理过程中，能进一步缩合，使制品有较高的强度

3.热处理过程中结合剂不使制品产生过大的膨胀与收缩，以避免制品开裂

4.C含量要高，同时焦化处理后的碳素聚合体有良好的高温强度

一般生产镁碳砖选用的结合剂有煤沥青、煤焦油、特殊碳质树脂、多元醇、沥青变性酚醛树脂、合成酚醛树脂等。

抗氧化剂

镁碳砖的优良性能依赖于砖中碳的存在，他使用过程中碳的氧化易造成制品组织劣化，使炉渣沿着缝隙侵入砖中，侵蚀氧化镁颗粒，降低镁碳砖的使用寿命。目前主要通过添加抗氧化剂的手段来提高镁碳砖的抗氧化性

选择抗氧化剂的原则

1.根据热力学数据及使用条件判断可能存在的凝聚相及各气相蒸汽压的大小

2.比较各凝聚相与氧亲和能力的大小与CO反应的可能性。

3.分析各种反应对砖显微结构的影响

按照冷混合工艺用合成焦油结合剂制造的传统镁碳砖在焦油受损过程中发生硬化并获得必要的强度，因此便形成了各向同性的玻璃状碳。此种碳未显现出热塑性，在内衬烘烤或操作使用过程中该热塑性能适时地消除大量的应力。用沥青结合剂生产的镁碳砖，由于在沥青碳化过程中形成各向异性的石墨化焦炭结构，该砖具有较高的高温塑性。

因此，采用沥青结合制造的砖的抗裂性高于其他结合的砖。但是，沥青结合的砖的缺点之一就是在进行生产时需要采用热混合，并且要求设有砖模预热装置。在本论文中叙述了采用冷混合工艺制造镁碳砖的方法。制成的砖具有较低的弹性模量，从而使其在操作使用过程中起消除应力的作用。普通的煤焦油沥青由于其中存在着苯并毗，对环境保护是有害的。选择了苯并毗含量低的特殊的符合环保要求的结合剂。