耐火材料是具备一定体积稳定性、一定耐高温性能和一定抗腐蚀能力的一类材料。高温设备一般需要耐火材料作为内衬,所以,耐火材料是高温产业不可缺少的一部分。随着冶金技术的发展,对纯净钢、品种钢的需求逐渐增加,连铸比例不断增加,炉外精炼技术日益发展,冶炼洁净钢的钢包在盛放、运送钢水的同时,还要对钢水进行二次的精炼等等,迫使耐火材料发生变革和改进,向高级耐火材料发展。镁钙系耐火材料其强大的优越性慢慢受到人们的关注,包括耐更高的温度,抗渣侵能力良好,还能净化钢液。在诸多氧化物耐火材料中,只有氧化钙不仅耐高温,而且对钢液还有净化作用。所以,镁钙系耐火材料被誉为21世纪我国耐火材料四大发展方向之一。镁钙系耐火材料虽然具有非常多的优良性能,但也存在一些问题,其中最主要的是游离Ca O的水化问题。为了增强镁钙系耐火材料的抗水化性能,常见的方法有以下几种:一是对表面进行处理的方法;二是引入添加剂;三是改变烧结工艺。目前来讲,经研究发现对镁钙系耐火材料抗水化性能有益的添加剂有Ba O、Sr O、Al2O3、Fe2O3、B2O3、Y2O3、Si O2、Cr2O3、Ti O2、Zr O2、Ca F2、稀土氧化物及其复合物等。改善烧结工艺一般包括采用二步烧结法和高温烧结法两种。本次课题以轻烧白云石和轻烧菱镁矿为主要原料,通过采用二步烧结法和调节镁钙系耐火材料中镁钙的比例以及引入石英和锆英石为外加剂,研究其对试样的致密性、抗水化性能、显微结构和物相组成的影响。每组试样都在不同的温度下烧结。以研究不同烧结温度对材料上述性能的影响。研究结果表明:1)镁钙系耐火材料中,Mg O的质量分数为60%时,试样的致密性最好;抗水化性能与Ca O的质量分数密切相关;2)添加石英对镁钙系材料的物相组成影响很大,随着石英含量的增加,试样中产生C3S、C2S和C3MS2,Ca O相的含量逐渐减少直至消失。石英的添加量不宜过多。3)引入锆英石可以大幅度提高试样的抗水化性能,对于不同Mg O含量的试样,最佳的添加量也不同。4)提高烧结温度对试样的各项性能的优化非常明显,可以促使Mg O晶粒明显长大;减少Ca O晶粒内部气孔。