隨著鎂碳磚生產(chǎn)技術(shù)的成熟，鎂碳磚的應(yīng)用范圍越來越廣，1994年胡超群等將鎂碳磚用做電弧爐的內(nèi)襯，并大大提高了內(nèi)襯的服役壽命。石河子今日，鎂碳磚已成為國內(nèi)大部分鋼鐵企業(yè)的主要耐火材料。雖然鎂碳磚在冶金過程中有著廣泛的應(yīng)用，但鎂碳磚由于其嚴(yán)酷的工作條件，其使用壽命仍然有很大問題，特別是鋼包渣線部位，鎂碳磚的損毀尤為嚴(yán)重。
在鋼包中，爐渣的化學(xué)成分復(fù)雜多變，溫度變動劇烈而頻繁，尤其在鋼包渣線部位，因此在渣線部位往往應(yīng)用性能優(yōu)良的鎂碳磚。國內(nèi)外就鋼包中鎂碳磚在爐渣中的侵蝕機理做了深入深究，詳細的歸納總結(jié)如下。
(1) 爐渣對鎂碳磚的侵蝕：
在鋼包中，由于渣線部位復(fù)雜的物理化學(xué)環(huán)境，導(dǎo)致該部位爐襯最易損毀。爐渣對鎂碳磚的化學(xué)侵蝕主要通過對氧化鎂的溶解，以及對鎂碳磚基體中碳的氧化，并在以下因素的共同作用下，導(dǎo)致鎂碳磚的損毀：
1、堿度的影響：爐渣的堿度越低，對鎂碳磚的侵蝕越有利，若爐渣堿度升高，使渣中SiO2的活度降低，可以降低對碳的氧化，同時隨著堿度的升高，爐渣中的FeO的活度下降，相對減緩了熔渣對鎂碳磚的侵蝕行為;
2、MgO的影響：Osbom等在對LF爐渣線部位進行成分分析時發(fā)現(xiàn)，掛渣層中MgO的含量高達30%，并認為爐渣中MgO的含量越高，鎂碳磚侵蝕越慢，堿度越高，同樣使?fàn)t渣對鎂碳磚的侵蝕減緩。
3、Al2O3的影響：爐渣中的Al2O3會降低爐渣的熔點和粘度，增大爐渣與耐火材料的潤濕性，使?fàn)t渣更容易從鎂砂晶界處滲透，使方鎂石脫離鎂碳磚基體。
4、FeO的影響：首先渣中FeO在高溫下很容易與鎂碳磚中石墨發(fā)生氧化反應(yīng)，并且產(chǎn)生亮白色鐵珠，形成脫碳層，其次鎂碳磚中的方鎂石亦會同爐渣中的FeO反應(yīng)生成低熔點產(chǎn)物。
在鋼包反復(fù)加熱和冷卻的過程中，由于形成的鎂鐵復(fù)合低熔點產(chǎn)物和鎂鐵礦之間的熱膨脹率不一致，使耐火材料表面的氧化鎂發(fā)生破碎，進而導(dǎo)致磚體的溶解。國外學(xué)者也認為鋼渣中鐵含量增高對鎂碳磚的壽命不利，首先鐵FeO加速了鎂碳磚表面碳的氧化，其次是FeO會與MgO反應(yīng)，使鎂碳磚工作面結(jié)構(gòu)疏松，就在這兩點的共同作用下使鎂碳磚加快侵蝕。
(2) 鎂碳磚中碳的氧化：
鎂碳磚與熔渣接觸時，碳會與熔渣中的FeO等氧化物發(fā)生脫碳反應(yīng)，在一定條件下形成脫碳層，致使鎂碳磚工作面結(jié)構(gòu)疏松，這是鎂碳磚損毀的主要原因。碳和CO2、O2以及SiO2等氧化物反應(yīng)并被爐渣中鐵氧化物不斷氧化;其次脫碳層形成的疏松結(jié)構(gòu)在熱膨脹與熔渣的沖刷作用下產(chǎn)生更大的裂紋與孔隙，使?fàn)t渣方便滲透，并與MgO形成低熔點相，同時在熔池劇烈的機械攪動和鋼渣猛烈沖刷的作用下鎂碳磚的表面層結(jié)構(gòu)組織發(fā)生改變，最終由外向內(nèi)逐漸損毀，致使鎂碳磚遭到嚴(yán)重破壞。在溫度超過一定值后，磚體組織會受到破壞從而急劇蝕損，這是由于高溫下MgO與石墨開始發(fā)生自耗反應(yīng)了。
(3) 氣孔的影響：
由于鎂碳磚內(nèi)部與表面微氣孔的存在，鎂碳磚的侵蝕更容易發(fā)生。鎂碳磚在使用過程中，氣孔在脫碳層的形成中起到了加速作用，進而使?fàn)t渣對鎂碳磚耐火材料的侵蝕更為嚴(yán)重。外部空氣進入鎂碳磚中的氣孔進行冷卻的同時空氣中的氧氣與周圍的碳反應(yīng)生成CO氣體并經(jīng)過微氣孔排出，兩個過程的持續(xù)發(fā)生使得氣孔率與氣孔大小逐漸增大。而產(chǎn)生氣孔的最重要因素是鎂碳磚中粘結(jié)劑的選用。粘結(jié)劑一般情況下選用酚醛樹脂。如果在鎂碳磚中加入少量的酚醛樹脂，冷態(tài)情況下孔隙率不會太高約為3%,但酚醛樹脂在加熱后，會分解產(chǎn)生水、氫氣、甲烷、一(二)氧化碳等氣體，并在這些氣體的流動下形成氣孔，增大了孔隙率。因此鎂碳磚被穿過氣孔的爐渣侵蝕，使碳的氧化和MgO的溶解都更加劇烈，從而對鎂碳磚造成破壞。由于產(chǎn)生氣體過程具有反復(fù)性，鎂碳磚的損毀不斷加劇。
關(guān)于鎂碳磚的損毀主要從爐渣的化學(xué)侵蝕和物理滲透兩方面來考慮，并且在不同的冶金反應(yīng)器中，由于操作工藝及爐渣組成的不同，鎂碳磚的侵蝕機理也不相同，由于煉鋼轉(zhuǎn)爐目前基本采用濺渣護爐工藝，因此轉(zhuǎn)爐爐齡大多上在萬爐以上，而煉鋼電爐與精煉鋼包的內(nèi)襯侵蝕狀況嚴(yán)重。對于鎂碳磚的在爐渣中的侵蝕行為，碳的氧化與氧化鎂的溶解是主要因素。
鎂碳磚的損毀過程可以總結(jié)為：氧化、脫碳、疏松、侵蝕、沖刷、脫落、損毀。首先鎂碳磚工作面的石墨被氧化形成脫碳層，脫碳層的鎂砂在熱應(yīng)力(石墨與鎂砂在1000℃時，熱膨脹率分別為1.4%和0.2%)、化學(xué)侵蝕以及機械沖刷等條件下逐漸被侵蝕脫落，脫落后又暴漏出石墨，繼續(xù)被氧化形成脫碳層，然后再到鎂砂的溶蝕過程，在反復(fù)作用下，造成了鎂碳磚的損毀。
