在使用过程中，低碳MgO-C砖比高碳MgO-C砖更容易烧结；而且镁砂纯度也会影响烧结过程。为了理解MgO-C砖的性能如何随着烧结变化以及烧结工艺的影响因素，日本的研究人员使用不同含量的碳和不同纯度的镁砂熟料制备MgO-C砖，并研究了其在不同烧结条件下的性能变化。
试验主要原料包括两种电熔镁砂熟料A（w（MgO）＝98.93％，体积密度为3.56 g·cm-3）和B（w（MgO）＝96.84％， 体积密度为3.51 g·cm-3）以及鳞片石墨（w（C）＝99％）。
     试验方案如表1所示，其中大颗粒的最大粒度为5 mm，采用紧密堆积进行配料。各种料混合后加入一定量的酚醛树脂混练，使用真空压机压制成100 mm×230 mm×120 mm的样砖，在250 ℃干燥5 h。然后将试样在1 400 ℃还原气氛下烧成3或30 h。
表1 样砖的组成

注：*0.1＜a＜0.2，结合剂为酚醛树脂。
     测量干燥和烧后试样的显气孔率和体积密度；将试样从非受压面切下20 mm×20 mm×80 mm大小的试样测量声速，计算弹性模量；使用三点弯曲法测量高温抗折强度；采用14 mm×14 mm×90 mm试样测试热膨胀系数，以5 ℃·min-1的加热速率从室温升温至1 400 ℃，试验在N2气氛下进行。
     抗热震性试验：将在1 400 ℃还原气氛下烧成3或30 h后的试样加工成40 mm×40 mm×200 mm。试验在中频炉中进行，将试样浸入到1 600 ℃的钢水中90 s，接着在空气中冷却2 h，循环重复3次。使用超声波法测量抗剥落试验前后的弹性模量，弹性模量损失越小的，抗剥落性越好。
     研究结果：（1）使用镁砂纯度高的试样干燥后，显气孔率低，体积密度大。（2）经过3 h烧后，对于两种镁砂，试样的碳含量越高，弹性模量越大；而经30 h烧后的试样，碳含量增大，弹性模量降低，而且使用电熔镁砂B的试样，弹性模量一般更高一些。（3）3 h烧后，使用A镁砂（纯度高）的试样的显气孔率随着石墨含量的变化几乎保持不变；而试样（无论使用何种镁砂）的体积密度、残余膨胀随着石墨含量的增加逐渐减小。（4）30 h烧后，无论使用哪一种镁砂，石墨含量降低，体积密度增大，显气孔率降低，残余膨胀降低，试样热震后的弹性模量损失率增加；加入镁砂B的试样，弹性模量损失率更高。（5）使用任一种镁砂，在室温～1 200 ℃时，试样的热膨胀率随着石墨含量的增加而变小；温度超过1 200 ℃时，热膨胀率随着石墨含量的增加而增大。对于两种镁砂，试样的热膨胀率变化不大。
     总之，含有5％～20％石墨的MgO-C砖，石墨含量低的试样比石墨含量高的试样烧结更容易；尤其使用纯度低的镁砂熟料，烧结改善更明显。烧结性改善包括弹性模量增加，体积密度增大，显气孔率降低，高温烧后的残余膨胀降低。浸渍抗剥落试验显示，30 h烧后试样的烧结增强，砖的抗剥落性降低，并且热震断裂参数较低（根据弹性模量、高温抗折强度和热膨胀系数计算）。
（编译自《Journal of the Technical Association of Refractories，Japan》2010，№3）