炉外精炼是现代钢铁冶炼的重要工艺,精炼过程中渣线所用耐火材料的工况条件十分恶劣,不仅要承受熔渣和钢水的冲刷和侵蚀,而且伴随严重热震,传统镁碳质耐火材料,抗侵蚀性能良好但冶炼过程中,向钢水增碳,不能满足特种钢材的冶炼需求;低碳镁碳质耐火材料,热震稳定性降低,且镁质材料易熔于低碱度熔渣,无法适应炉外精炼过程的熔渣碱度变化（C/S=0.6～4）,针对以上问题,根据镁铝尖晶石优异的热震稳定性和对熔渣碱度适用范围大的特点,本文系统研究了环保复合结合剂、碳源、添加剂以及镁铝尖晶石种类对低碳镁铝尖晶石材料结构和性能的影响,得出以下结论:（1）为研究不同结合系统对镁铝尖晶石耐火材料性能的影响,以不同粒度的镁铝尖晶石为主要原料,金属铝粉为添加剂,以水合硫酸铝、可水合氧化铝和乳酸铝分别与葡萄糖、柠檬酸复合为结合剂,制备镁铝尖晶石耐火材料,结果表明:在200℃固化处理后,葡萄糖及其化合物脱水缩合,为材料提供一定强度,葡萄糖与水合硫酸铝复合结合剂制备的镁铝尖晶石耐火材料体积密度和常温耐压强度分别为2.98g·cm-3和42.3MPa;在1600℃热处理后材料耐压强度达55MPa。（2）为研究不同种类碳源对低碳镁铝尖晶石耐火材料性能的影响,在镁尖晶石耐火材料中引入超细石墨、中间相碳微球和人造石墨作为碳源,分别以酚醛树脂和葡萄糖与水合硫酸铝复合结合剂,制备低碳镁铝尖晶石耐火材料,结果表明:添加超细石墨的材料有着较高的体积密度、常温抗折强度和良好的抗氧化性能;添加中间相碳微球（3wt.%）的材料,1000℃热处理后材料抗折强度达7.3MPa,而添加其它两种碳源的材料则在1400℃热处理后试样体积密度与常温力学强度较高。（3）为增强低碳镁铝尖晶石耐火材料的服役性能,在基质中引入含石墨烯的尖晶石、碳化硼和氮化钛三种添加剂,对材料性能进行优化,结果表明:添加剂的引入均能提高材料的体积密度和力学性能及抗氧化性能,而添加碳化硼的材料,热处理后生成的硼酸铝相对常温和高温抗折强度提升显著;含石墨烯的尖晶石中的二维结构碳与原位生成的尖晶石共同作用对材料抵抗低碱度熔渣侵蚀的性能提升较大;添加氮化钛的材料,抗渣性能显著降低。（4）为研究基质中不同种类尖晶石对低碳镁铝尖晶石耐火材料的性能的影响,以两种结合剂分别制备基质中引入富镁和富铝尖晶石的低碳镁铝尖晶石耐火材料,结果表明:添加MA70尖晶石的材料的常温和高温抗折强度较高;添加富镁尖晶石的材料的显气孔率较低,致密度高,导致抗氧化性能较强,高温抗折强度仅次于添加MA70尖晶石的材料,1400℃热处理后,常温抗折强度达20.0MPa;添加富铝尖晶石的材料,因高温脱溶问题使得材料致密度低,各项性能较差。在抗渣性能方面,添加富镁尖晶石和MA70尖晶石的材料性能较好,侵蚀指数与传统镁碳砖相当。以酚醛树脂结合的材料,在热处理过程中,基质中更易形成Al N晶须和片状的Al2OC增强相,使材料的体积稳定性、高温力学强度、抗氧化性能和抗渣性能均优于以葡萄糖与水合硫酸铝复合结合的低碳镁铝尖晶石耐火材料。