MgO—C砖的起源及其简要发展史

第一次使用氧化物和碳的复合耐火材料是在15世纪初所制造的碳一氧化物坩埚。炼钢工业使用碳一氧化物复合耐火材料的例子则是很早作为铸锭用耐火材料的石墨塞头砖。后来，随着连铸的推广应用，广泛使用的滑板、水口砖、浸入式水口砖等也都是由氧化物(主要是Al2O3)和碳复合起来的耐火材料。转炉炼钢的初期，采用不烧成的焦油／沥青结合的自云石砖则是在100年以前就已开发出来的含碳耐火材料。但这种耐火材料由于耐用性有限度，以及为了提高耐磨性和抗氧化性而逐步向烧成砖过渡，即使用了焦油／沥青浸渍的烧成砖。可以说，这种转炉衬砖是一种刚好含有足够的碳充填气孔结构的镁砖或者镁白云石砖。由于这些耐火材料中焦油／沥青在使用时发生了碳化作用(砖中残碳量约为％)，对于提高转炉工作衬用MgO—CaO系列耐火材料的使用性能发挥了重要的作用。所有这些含碳耐火材料，实际上都是我们今天炼钢炉上采用的MgO—C砖和MgO—CaO—C砖的前驱。

为了提高焦油／沥青结合耐火材料中的残碳量(达到约5％C)，一些国家曾经采用添加炭黑的办法，以增加耐火材料中的固定炭。不过，碳含量超过5％时，碳就不只是充填气孔结构而是一种对耐火材料的许多性能起到主导作用的组分。所以，当含碳耐火材料中配入8％—10％以上的多量碳时，则称之为氧化物一系复合耐火材料，其中MgO—C砖则是日本首先开发的耐火产品。

日本当时研制MgO-C砖是作为电炉应用而开发的，于年在电炉上开始了实用性试验，通过六年的试验研究工作之后被正式推广应用。过了两年，他们又将MgO—C砖应用到盛钢桶和铁炉，其转炉炉底及风口选用树脂结合不烧成的MgO—C(石墨)系耐火材料，取得了巨大成功，从而开创了含石墨的复合耐火材料在转炉上应用的先例。

在日本人研究使用合成树脂结合的MgO—C砖之后，西欧则开发r沥青结台的MgO—C砖，其残碳量约为10％。这一研究则是基于传统的沥青结合对耐火材料很可靠。由于价格低于合成树脂结合的MgO—C砖，所以这些沥青结合的MgO—C砖被成功地用于水冷电炉中的高温热点以外的部位，同时也用于转炉。

MgO—C砖在结合方式、碳含量和碳的类型上都不同于常用的含碳耐火材料。最早的MgO—C砖碳含量将近8％，现在已远远超过这一数量。通常，MgO—C砖主要是在镁砂和鳞片状石墨中作为结合剂添加了热硬化性树脂，加入或不加入防氧化剂的不烧砖。它是依据碳具有熔点非常高，难于被钢水和钢渣湿润；热传导率高，难于受热冲击而产生裂纹以及还可以还原Fe2O3和SiO2等外来物的优点。虽然具有容易被氧化的缺点，但通过碳与MgO复合可使碳的氧化得到抑制，同时也克服了镁砂(MgO)的缺点——由于热冲击而产生裂纹，由于外来物成分的侵入而产生结构剥落，所制造的具有C和MgO各自优点并克服了二者的缺点的MgO和复合的耐火材料，从而发挥出优良性能。也就是说，MgO～C砖完全克服了过去碱性耐火材料的缺点，即炉渣侵蚀和发生裂纹的致命问题。

由于MgO-C系耐火材料100％地利用了天然石墨(鳞片)、难于与熔渣润湿、热导率高以及应力缓和能力大等特性，最大限度地发挥了MgO的高耐蚀性能，因而这类耐火材料是划时代的耐火材料。

MgO—C砖发展的基础是结合剂技术。从探讨与碳的亲和性、粘性、强度、残碳量等方面看，有分开使用或同时使用了酚醛树脂的。对于MgO—C砖来说，第一个决定性的技术步骤是石墨用于MgO—C砖的生产中，第二个决定性的技术步骤则是采用合成树脂作为牛产MgO—C系复合耐火材料的结合剂，从而在技术上能够生产出碳含量大大增加(多于20％的c)的MgO—C砖。这是Mgo—C砖能迅速发展的一个重要前提。

80年代初期，在炼钢炉上使用的MgO—C砖不含防氧化剂，称为第一代产品。第二代产品含有防氧化剂，研究第二代产品的目的在于保护碳尽可能长时间不被烧掉，以及阻滞MgO和C的高温反应。