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MgO-C耐火材料作为碳复合材料中最重要的品种之一被广泛运用于炼钢行业。随着洁净钢、超低碳洁净钢生产的发展，人们的观念从单纯追求耐火材料的长寿命转移并同时需要考虑耐火材料对钢质量的影响，因此研究耐火材料与钢水的相互作用对于工业实践中提高钢水的质量具有重要的意义。本论文以鳞片石墨，NC220纳米碳，NC990纳米碳三种不同的碳形式为MgO-C耐火材料的碳源，研究了MgO-C耐火材料中碳的质量分数对MgO-C耐火材料的材料与力学性能的影响，以及用静态法，在1873K，高纯氩气氛中，用300g超低碳钢与外径30mm、孔径14mm的MgO-C耐火材料相互作用1h，系统地研究不同碳源及碳质量分数的MgO-C耐火材料对与之接触的钢液成分变化的影响以及相互作用界面的侵蚀情况。实验结论如下: (1)传统MgO-C耐火材料（鳞片石墨为碳源）中碳质量分数从3％增加到10％，MgO-C耐火材料的显气孔率从10.46％增加到11.45％;体积密度从2.98g/cm3降低到2.86g/cm3，抗压强度从61.60MPa降低到22.83MPa;高温抗折强度从16.35MPa降低到12.01MPa，传统MgO-C耐火材料在与钢液反应前后都发现有镁铝尖晶石存在，在传统MgO-C耐火材料碳质量分数增加到10％时，反应后的耐火材料中镁铝尖晶石增多。 (2)传统MgO-C耐火材料中碳质量分数从3％增加到10％，MgO-C耐火材料与超低碳钢界面附近的过渡层的厚度从30.8μm增加到42.3μm。 (3)传统MgO-C耐火材料中碳质量分数从3％增加到10％，MgO-C耐火材料与钢液相互作用后，钢样中的N的质量分数从14.05ppm增加到83.6ppm;C的质量分数从261ppm增加到1360ppm;Al的质量分数从123ppm增加到183ppm;Mg的质量分数从144ppm增加到268ppm，钢液中O的质量分数46ppm降低到8.5ppm。 (4)含纳米碳的MgO-C耐火材料中纳米碳的质量分数从1％增加到3％时，NC220镁碳耐火材料的显气孔率从11.4％增加到13.06％，体积密度由2.99g/cm3降低到2.87g/cm3，耐压强度从29.47MPa降低到19.01MPa; NC990镁碳耐火材料的显气孔率从11.77％降低到9.98％，体积密度由2.93g/cm3增加到3.04g/cm3，耐压强度从30.68MPa增加到65.03MPa。 (5)含纳米碳的MgO-C耐火材料中纳米碳的质量分数从1％增加到3％时，NC220镁碳耐火材料与超低碳钢的界面附近的过渡层厚度由34.3μm增加到233.3μm; NC990镁碳耐火材料与超低碳钢的界面附近的过渡层厚度由46μm降低到11.7μm。 (6)含纳米碳的MgO-C耐火材料中纳米碳的质量分数从1％增加到3％时，与NC220镁碳耐火材料反应后钢中C质量分数从255ppm增加到292ppm，Mg质量分数从98ppm增加到228ppm，Al质量分数从92ppm增加到136ppm，O质量分数从31.6ppm降低到15.8ppm，N质量分数从24.1ppm增加到34.3ppm;与NC9900镁碳耐火材料反应后钢中C质量分数从312ppm降低到229ppm，Mg质量分数从82ppm降低到68ppm，Al质量分数从144ppm降低到117ppm，O质量分数从20.6ppm增加到36.1ppm，N质量分数从28.6ppm降低到16ppm。 (7)与传统MgO-C耐火材料相比，含有纳米碳的MgO-C耐火材料有效地限制了耐火材料对钢液的增碳;与NC220镁碳耐火材料相比，由于NC990纳米碳以粒状存在，增加了NC990镁碳耐火材料的致密度，使得NC990镁碳耐火材料提高了抗压强度，与钢液反应后，钢液中氧含量有所上升，C、N、Mg、Al的含量都有一定程度的降低。从超低碳钢冶炼的角度考虑，以NC990为碳源的MgO-C耐火材料更加有利于钢液的纯净化。