碳系耐火材料是70年代后期發(fā)展起來的新型耐火材料，它利用石墨耐火度高、不易浸潤的特點，大大提高了耐火材料的高溫性能和抗侵蝕能力，它具有優(yōu)良的熱震穩(wěn)定性，耐渣蝕性，耐剝落性和抗高溫蠕變性。

門頭溝鋁門頭溝鎂碳磚是以Al2O3為基體的碳系耐火材料，它以優(yōu)質(zhì)的高鋁礬土熟料為主成分，加入適量的高純度鎂砂、鱗片狀石墨及結(jié)合劑，在200~300℃溫度下熱處理而制得。

門頭溝鎂碳磚是以碳素材料和鎂砂為原料，用碳質(zhì)結(jié)合劑制造的不燒或輕燒堿性磚。最早在日本研究成功后，首先用在高、超高功率電爐的熱點部位及底吹轉(zhuǎn)爐的供氣嘴，以后，曰本將門頭溝鎂碳磚用到轉(zhuǎn)爐的各部位。同焦油浸漬燒成的鎂白云石磚相比，轉(zhuǎn)爐壽命約提高1.3~1.6倍。鎂碳磚在保持了堿性耐材優(yōu)點的同時，由于引入碳質(zhì)結(jié)合劑，使鎂碳磚具有耐火度高，抗渣性強，熱膨脹率小，熱傳導(dǎo)率髙等優(yōu)點。大大改善了堿性耐火材料的性能，徹底改變堿性耐火材料中耐剝落性能差，容易吸收爐渣等缺點。

以下是門頭溝鋁門頭溝鎂碳磚及鎂碳磚主要原料對制品的影響：

我國高鋁礬土原料的主要礦物組成是水鋁石和高嶺石。礬土熟料是經(jīng)高溫煅燒后的產(chǎn)物，特級礬土熟料的Al2O3含量在88.2%以上，更高可達91.3%。雖然Al2O3的抗侵蝕性較強，但單純的Al2O3膨脹系數(shù)大，不耐剝落，當(dāng)以單純的Al2O3作基質(zhì)時，基質(zhì)部分容易被熔渣滲透熔損，使骨料暴露，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)性剝落。

菱鎂礦、水鎂石、海水氧化鎂等原料在1600~1900℃下充分燒結(jié)得到鎂砂，鎂砂分為燒結(jié)鎂砂和海水鎂砂，燒結(jié)鎂砂是由天然礦石燒成的，海水鎂砂是由海水氧化鎂燒成的。鎂砂的主要成分是氧化鎂，還含有少量的SiO2、CaO、Fe2O3、B2O3等，顏色由黃色到褐色，主晶相為方鎂石，晶粒尺寸為0.02~0.05mm，密度3.50~3.65g/cm3。具有良好的抗堿性熔渣侵蝕的性能。

高純鎂砂的主要指標(biāo)是MgO含量、CaO/SiO2比值，顯微結(jié)構(gòu)及顆粒體積密度，MgO的含量高的鎂砂主晶相以方鎂石為主，雜質(zhì)膠結(jié)物少，制得的耐火材料具有極高的耐熔蝕性能;CaO/SiO2比值決定了鎂砂中基質(zhì)的相組成，即直接影響方鎂石的結(jié)合，也影響耐火材料的高溫性能，一般C/S為3-8的鎂砂耐高溫性能較好，超過這一范圍，會帶來副作用;顯微結(jié)構(gòu)是表征方鎂石的晶粒大小及結(jié)合狀態(tài)的重要手段，通常要求晶粒在80~150μm，體枳密度是表征鎂砂燒結(jié)程度和致密性的一個重要指標(biāo)，體密度較高的鎂砂可抵抗熔渣的侵入，提高耐火制品的耐蝕能力。

將菱鎂礦或燒結(jié)鎂砂在電弧爐中，經(jīng)過2500℃的高溫熔融，冷卻后經(jīng)破碎獲得的電熔鎂砂又稱之為電熔氧化鎂，依原料的純度來確定電熔氧化鎂的純度，其主晶相為方鎂石從熔體中結(jié)晶出來的方鎂石晶體粗大，結(jié)構(gòu)致密，晶體直接接觸的程度髙，在大氣中的抗水性和抗渣性都很好，高溫體積和化學(xué)穩(wěn)定性較好，能在2300℃的氧化氣氛中保持穩(wěn)定，鎂碳磚的各項性能指標(biāo)與鎂砂的性能指標(biāo)直接相關(guān)，為了提高鎂碳磚的性能，就需要提高MgO含量，使鎂砂中的方鎂石直接結(jié)合程度增強，控制C/S可以減少硅酸鹽數(shù)量，降低方鎂石被硅酸鹽相分割程度。因此鎂含量和鈣硅比是衡量鎂砂的重要指標(biāo).