マグネシア・カーボンれんがの性能は焼成条件によって大きく変わりますが、黒崎播磨社の技術者はマグネシア−炭素れんがの性能変化のメカニズムを研究するために、黒鉛含有量が8%の低黒鉛マグネシア−炭素れんがを基礎として、焼成時間を変えることにより、マグネシア−炭素れんがの耐熱衝撃性能、基質組織構造及び組成分布の変化を考察した。

試料は8%の鱗片黒鉛と92の電気溶融マグネシウム砂を用い、1%の99金属アルミニウム粉末を加えてマグネシア−炭素れんがを作製し、1400℃の条件下でそれぞれ10h、30h還元焼成し、試料の耐熱衝撃性と組織変化を考察した。耐熱衝撃性試験は、試験片を1600℃の溶銑中に90s浸漬した後、30s水冷して3回循環させ、試験片の外観および断面に亀裂が生じた場合を比較した。基質の顕微構造はFE−SEM、EDSを用いて観察した。

耐熱衝撃性試験後の試験片の断面図を観察し、30h還元焼成した試験片に亀裂が発生し、耐熱衝撃性が悪いことを発見した。30h焼成した試料基質中のアルミニウム、マグネシウム、ケイ素、カルシウムの分布顕微鏡写真では、微粉であったマグネシウムがスピネル化し、それ以外の部分にケイ素、カルシウムが存在していた。このことは、長時間焼成により基質中の二次結合が積極的であることに加え、不純物の含有量が多いことから低溶融物の焼結が助長され、弾性率が上昇し、耐熱衝撃性が低下したことを示唆している。