共同燒結鎂鉻磚的直接結合和顯微結構的均一性較直接結合磚更好,方鎂石脫溶相和晶間二次尖晶石量更多,共同燒結鎂鉻磚具有一系列較直接結合磚更好的性能,尤以高溫強度、耐溫度急變性和抗渣性著稱。共同燒結磚還可以分為兩個品種,一是全共同燒結磚,顆粒和細粉全系共同燒結料,無論是燒成或化學結合的其顯微結構基本上是相似的;二是部分共同燒結磚,配料中有一部分,比如粗顆粒用共同燒結料,而細粉部分可用細鉻礦和鎂砂紙粉按一定比例混合配入磚中,這樣燒成的和化學結合的制品便在顯微結構上有所差異。
配料中加入石墨的質量和數量至關重要。一般來說,增加耐火磚中石墨含量,耐火磚的抗渣性和熱震穩定性會提高,但強度和抗氧化性均會降低,若鎂碳磚中碳含量太少(<10%),耐火磚中不能形成網絡骨架,則碳的優勢不能有效地發揮。所以,碳含量在10—20%范圍內較為合適。混料過程中,為了使石墨均勻地包圍在鎂砂顆粒周圍,加料順序應為:鎂砂顆粒→結合劑→石墨→鎂砂細粉與添加劑粉。由于石墨含量大、密度小,添加劑量又非常少,欲混合均勻,需要較長的時間,但混合時間過長又容易使鎂砂顆粒周圍的石墨和細粉脫落,所以混合時間要適當。
生產MgO-C磚常用的結合劑有煤焦油,煤瀝青和石油瀝青,以及特殊碳質樹脂,多元醇,瀝青變性酚醛樹脂,合成樹脂等。目前所用到的結合劑有以下幾種類型:瀝青類物質。焦油瀝青是一種熱塑性材料,具有與石墨、氧化鎂親和力大,炭化后殘碳率高,成本低的特點,過去曾大量使用;但是焦油瀝青中含有致癌的芳香烴,尤其是苯并茁含量高;由于環境意識的加強,現在焦油瀝青的使用量在減少。樹脂類物質。合成樹脂是由苯酚和甲醛反應制得,在常溫下便能和耐火材料顆粒很好的混合,炭化后殘碳率高,是當前生產MgO-C磚用主要結合劑;但它炭化后形成的玻璃態網絡結構,對耐火材料的抗熱震性和抗氧化性都不理想。
不論是在傳統的MgO-C磚還是在目前大量使用的低碳MgO-C磚,主要利用鱗片狀石墨作為其碳源。石墨作為生產MgO-C磚的主要原料,主要得益于其優良的物理性能:對爐渣的不濕潤性。高的導熱性。低的熱膨脹性。此外,石墨與耐火材料在高溫下不發生共熔,耐火度高。石墨的純度對MgO-C磚的使用性能影響較大,一般要使用碳含量大于95%,大于98%的石墨。除石墨外,炭黑也普遍用于鎂碳磚的生產。炭黑是由烴類碳氫化合物的熱分解或不完全燃燒制得的具有高度分散的黑色粉末狀碳質物料。
低導熱可以實現筒體溫度下降和減少散熱損失,從而降低能耗。輕量化:設計材料結構,在保證必須的耐堿性等功能性前提下實現輕量化;微孔技術:研究微結構和性能可調控工藝技術;多層復合技術:研究層結構耐火材料復合界面的全壽命熱匹配穩定性調控技術。主要有:輕質耐堿澆注料、低導熱抗剝落磚、多層復合硅莫磚、多層復合莫來石磚、高強低導鎂鋁尖晶石磚等。無鉻化——解決鉻污染問題。用于水泥回轉窯高溫帶,重點研究耐火材料的掛窯皮性、荷重軟化溫度和康熱震性;實現水泥窯用耐火材料全窯無鉻化。主要有:方鎂石—鐵鋁尖晶石磚、鎂鐵鋁復合尖晶石磚、鎂鈣鋯磚、鎂鋁尖晶石磚等無鉻化尖晶石磚。
以鎂質制品為代表。它含氧化鎂80%~85%以上, 以方鎂石為主晶相。生產鎂磚的主要原料有菱鎂礦、海水鎂砂由海水中提取的氫氧化鎂經高溫煅燒而成)等。日照轉爐輕燒鎂球生產對堿性渣和鐵渣有很好的抵抗性。純氧化鎂的熔點高達2800℃,因此,鎂磚的耐火度較粘土磚和硅磚都高。20世紀50年代中期以來,由于采用了吹氧轉爐煉鋼和采用堿性平爐爐頂,堿性耐火材料的產量逐漸增加,粘土磚和硅磚的生產則在減少。日照輕燒鎂球堿性耐火材料主要用于平爐、吹氧轉爐、電爐、有色金屬冶煉以及一些高溫熱工設備。