天然白云石砂的質(zhì)量受原礦特性影響很大，如CaO分布不均、易水化、耐蝕性差等，已不適合日益苛刻的冶煉條件。我們今天所說的鎂鈣系耐火材料除包括傳統(tǒng)白云石材料、鎂白云石材料外，更主要是可實現(xiàn)低雜質(zhì)化、易控制鎂鈣比和調(diào)節(jié)氧化鈣在材料組織中分布的這一類優(yōu)質(zhì)、高純、抗水化的合成鎂鈣系耐火材料。這種材料集中了MgO、CaO各自優(yōu)點，MgO、CaO均為NaCl型結(jié)構(gòu)，立方晶系，面心立方點陣，F(xiàn)m3m空間群。MgO格子常數(shù)a0=0.4211nm，密度為3.581g/cm3，熔點為2800℃耐熔蝕性優(yōu)良，但熱穩(wěn)定性差，且易被爐渣侵透，在1600℃以上MgO與C反應MgO+C→Mg(g)+CO，出現(xiàn)失重，這是導致鎂碳磚損毀的重要原因之一。CaO格子常數(shù)a0=0.48106nm，密度3.581g/cm3，熔點2572℃，也是高熔點氧化物，其熱膨脹系數(shù)小，高溫蒸汽壓低，具有良好的耐結(jié)構(gòu)剝落性和爐渣侵潤性，在大于2100℃，CaO才能與C反應。從各種氧化物的△G—T圖可知，CaO的標準生成自由能最低，最穩(wěn)定。在高的冶煉溫度下，鎂碳材料已不適用，必須用鎂鈣系材料。另外，CaO與爐渣組分反應，可生成高熔點物質(zhì)C2S、C3S，提高爐渣熔點和粘度，，在工作面上形成渣覆蓋層，防止渣液進一步侵蝕，改善材料抗渣性。CaO具有很強的化學活性，能夠除去鋼中Al、S、P等雜質(zhì)，具有凈化鋼液功能。對實際發(fā)生反應，爐渣處于溶解狀態(tài)時CaO=Ca2++O2-生成渣中O2-，其中要作用脫磷、脫硫：?

S+O2-=O+S2-(爐渣中硫)?

P+5/2O+3/2O2-=PO43-(爐渣中磷)?

O2-量多，上述反應向右進行，硫、磷移到爐渣中。?

將MgO、CaO合在一起，制成的鎂鈣系耐火材料具有一系列優(yōu)良特性：?

(1)耐高溫性主要成分MgO、CaO均為高熔點氧化物，二者共熔溫度也在2300℃以上，這類材料具有良好的耐高溫性;?

(2)抗渣性鎂鈣系耐火材料具有良好的抗渣性，特別是隨著渣的堿度提高，爐渣侵蝕量迅速下降。侵入磚中的爐渣與磚中的CaO反應生成C2S、C3S，使爐渣粘度變高，潤濕角增大，限制爐渣向磚深部滲透，不致形成厚的膠質(zhì)層。對于低堿度爐渣鎂鈣砂中的CaO先行溶解，使渣高堿度化，高粘度化而更難溶解，鎂鈣砂顆粒能提高抗渣性。?

(3)抗熱震性鎂鈣系耐火材料含有較多游離CaO，在高溫下，蠕變大，塑性好，可以緩沖因溫度波動產(chǎn)生的熱應力，具有良好的抗熱震性，適合于爐外精煉中溫度變化劇烈的工作環(huán)境。?

(4)高溫真空下的穩(wěn)定性高純鎂白云石在高溫真空下很穩(wěn)定，失重速率很小，這一點明顯優(yōu)越于鎂鉻磚，更適合于使用在具有高溫真空工作環(huán)境的爐外精煉中。?

(5)凈化鋼液鎂鈣系材料中存在較多游離CaO，易與鋼液中的S、P等雜質(zhì)反應，使其轉(zhuǎn)移到爐渣中，具有除雜質(zhì)、凈化鋼液功能，這是其它耐火材料無法比擬的顯著特性，在冶煉潔凈鋼、特殊鋼中是首選的最佳耐火材料。?