随着炉外精炼工艺的发展,低碳镁碳耐火材料成为镁碳耐火材料的研究热点。本论文综述了低碳镁碳耐火材料的发展概况及目前存在的主要问题,根据其所必须具备的强度、抗氧化性、抗侵蚀性、抗热震性等性能要求,在实验室条件下研究了镁砂临界粒度、镁砂颗粒级配、镁锆砂粒度及加入量、环保沥青加入量对低碳镁碳耐火材料结构与性能的影响。测定了不同温度处理后试样的体积密度、耐压强度等物理性能,以及试样的热膨胀率、抗氧化性能、抗热震性能、抗渣侵蚀性。通过X-射线衍射分析了试样的物相组成,用扫描电镜观察了试样的显微结构。得出的结论如下:1)在低碳镁碳耐火材料中,镁砂临界颗粒变小,试样的气孔率下降,气孔孔径变小,产生的热应力小,成型后试样体积密度、耐压强度增大,热膨胀率减小。此外,气孔孔径变小,氧气扩散速度降低,制品的抗氧化性也得到提高。2)在石墨含量不变的条件下,适当减少镁砂细粉含量,增大粗、中颗粒含量,可减少镁砂颗粒总的比表面积,使得基质中石墨分布集中,具有缓解热应力的作用,且细粉量少,可降低MgO与石墨反应的速度,提高制品的抗氧化性、抗侵蚀性。3)用颗粒及细粉两种粒度的镁锆砂替代镁砂添加到低碳镁碳耐火材料中,由于镁锆砂本身体积密度大、抗侵蚀性能好及氧化锆相变增韧的作用,可以明显增大制品体积密度,降低热膨胀率,提高抗热震性能及抗侵蚀性能。与未加镁锆砂的试样相比,当镁锆砂加入量为15%时,侵蚀层厚度降低38%,热膨胀率降低12.6%。4)添加环保沥青后,在试样烧成过程中,由于沥青高温流动性好,促进了金属Al氧化后的产物Al₂O₃与MgO的反应及AlON固溶体的形成,制品中有大量纳米级AlON、MgAl₂O₄的生成,提高了试样的致密度、常温耐压强度。试样热震实验后,未加沥青试样抗折强度保持率为67%,而加沥青试样抗折强度保持率最高达78%,抗热震性得到提高。此外,沥青高温炭化后与树脂碳形成镶嵌结构,提高了残碳率,也有利于试样抗侵蚀性及抗热震性的提高。