GB/T 2273-1998將《鎂砂》和《優質鎂砂》兩個國標合并成一個標準《燒結鎂砂》。　燒結鎂砂主要由菱鎂礦、水鎂礦或從海水中提取的氫氧化鎂經高溫煅燒而成。抗水化能力強。菱鎂礦在700-950 ℃下煅燒即逸出CO2，所得的鎂砂為軟質多孔疏松物質，不能用于耐火材料；菱鎂礦經1550-1600℃煅燒即所謂燒死的鎂砂稱燒結鎂砂。用豎窯、回轉窯等高溫設備一次煅燒或二步煅燒工藝，以天然菱鎂礦為原料燒制的燒死鎂砂稱為燒結鎂砂；燒結鎂砂按其理化指標劃分為18個牌號，詳見國標GB/T 2273-1998。以菱鎂礦等為原料經電弧爐熔煉達到熔融狀態冷卻后形成的稱為電熔鎂砂；從海水中提取氧化鎂制成的稱為海水鎂砂。高純鎂砂是選用天然特級菱鎂礦石浮選提純經輕燒、細磨、壓球、超高溫油豎窯煅燒而成。是制磚、不定耐火材料優質原料。中檔鎂砂是以MgO含量為97%的輕燒氧化鎂為原料，經壓球、高溫豎窯煅燒等工藝生產而成。產品燒結程度好，結晶致密，是生產中檔鎂質耐火制品的優質原料，也可用于制造各種鎂磚、鎂鋁磚、搗打料、補爐料等。含有雜質較多的，用于鋪筑煉鋼爐底等。

燒結鎂砂的品種

除普通鎂砂、中檔鎂砂外，經常提到的還有高純鎂砂、大結晶鎂砂、鎂鈣砂(高鈣鎂砂)、鎂硅砂(高硅鎂砂)以及鎂鈣鐵砂等。這些品種并不是截然分開的，比如有些高純鎂砂本身的方鎂石結晶尺寸較大，又可算作大結晶鎂砂。

普通鎂砂的MgO含量通常為87%～95%，顆粒體積密度≤3.30g·㎝-3，SiO2含量≤2%，Fe2O3<10%。其中的方鎂石結晶20～100μm。普通鎂砂一般以菱鎂礦為原料，由于雜質含量較多，多采用一步鍛燒法工藝。

中檔鎂砂，因壓球成型又稱球砂，其MgO含量通常為94%～97%，顆粒體積密度≥3.30 g·㎝-3。其中的方鎂石結晶20～120μm。優質鎂砂通常也以菱鎂礦為原料，采用二步鍛燒法工藝。

高純鎂砂是相對于普通鎂砂而言的。它經常用特級菱鎂礦、菱鎂石精礦粉或海水Mg(OH)2經二步鍛燒工藝制成。對高純鎂砂的質量的要求是：①鎂砂中MgO≥98%，SiO2含量小于0.4%，尤以小于0.1%者為佳。由于雜質少，方鎂石晶間無硅酸鹽相，經高溫死燒而形成直接結合。②體積密度的要求一般在3.35～3.40g·㎝-3以上。體積密度是評價鎂砂質量很重要的指標，可以反映出鎂砂的燒結程度。③高純優質鎂砂CaO/SiO2比值應不小于2。CaO/SiO2比值較低時，鎂砂燒結時易產生低熔點相，形成包圍方鎂石晶粒的液膜，阻礙直接結合的形成;比值大于2時，則形成C2S和C3S等高熔點礦物。⑤形成大結晶方鎂石。鎂砂中方鎂石晶體尺寸10μm，鎂砂質量一般;60μm的比較好;對于優質產品來說應不小于100μm;150～200μm的質量最好。

國家標準GB 2273-1998對耐火材料用各等級燒結鎂砂性能指標的規定，高牌號的燒結鎂砂對CaO/SiO2比值要求不小于2，。

鎂砂(高鐵鎂砂)由高鈣菱鎂礦(CaO<6%)加入鐵精礦或鐵鱗經高溫鍛燒而成，主要用于電爐修補料。鎂鐵砂呈赤褐色、黑褐色，塊狀，密度3.58～3.61g·㎝-3，MgO在68%～78%，Fe2O3大于或等于10%，SiO2小于5%。鎂鐵砂中方鎂石67%～72%，鐵酸二鈣10%～15%。鐵酸二鈣的溶液粘度很低，能夠良好地潤濕方鎂石，在用于燒結平爐爐底時易于使爐底燒結成整體，壽命大幅度提高。

原料

MgO–C磚的主要原料包括電熔鎂砂或燒結鎂砂、鱗片狀石墨、有機結合劑以及抗氧化劑。

鎂砂

鎂砂是生產MgO–C磚的主要原料，有電熔鎂砂和燒結鎂砂之分。電熔鎂砂與燒結鎂砂相比具有方鎂石結晶粒粗大、顆粒體積密度大等優點，是生產鎂碳磚中主要選用的原料。生產普通鎂質耐火材料，對鎂砂原料要求主要具有高溫強度和耐侵蝕性能,因此注重鎂砂的純度及化學成分中的C/S比和B2O3含量。隨著冶金工業的發展，冶煉條件日益苛刻，在冶金設備（轉爐、電爐、鋼包等）上應用的MgO–C磚所用的鎂砂，除了化學成分外，在組織結構方面，還要求高密度和大結晶。

碳源

不論是在傳統的MgO-C磚還是在大量使用的低碳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：①對爐渣的不濕潤性。②高的導熱性。③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%，最好是大于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，炭黑顆粒細小（小于1μm），比表面積大，碳的質量分數為90～99%，純度高，粉末電阻率大，熱穩定性高，熱導率較低，屬難石墨化碳。炭黑的加入可有效改善MgO-C磚的抗剝落性，增加殘碳量，并提高磚的密度。

結合劑

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。所用到的結合劑有以下幾種類型：

1）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。

2）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。

3）在瀝青和樹脂的基礎上，經過改性得到的物質。如果結合劑炭化后能形成鑲嵌結構和原位形成碳纖維物質，那么這種結合劑將改善耐火材料的高溫性能。

抗氧化劑

為了提高MgO-C磚的抗氧化性，常加入少量的添加劑，常見的添加劑有Si、Al、Mg、Al-Si，Al-Mg，Al-Mg-Ca，Si-Mg-Ca、SiC、B4C、BN和最近報導的Al-B-C和Al-SiC-C系等添加劑[5–7]。 添加劑的作用原理大致可分為兩個方面：一方面是從熱力學觀點出發，即在工作溫度下，添加物或者添加物和碳反應生成其他物質，它們與氧的親和力比碳與氧的親和力大，優先于碳被氧化從而起到保護碳的作用；另一方面，即從動力學的角度來考慮添加劑與O2，CO或者碳反應生成的化合物改變碳復合耐火材料的顯微結構，如增加致密度，堵塞氣孔，阻礙氧及反應產物的擴散等。