镁砂（Magnesia，MgO）是碱性耐火材料（镁砖、镁碳砖、镁钙砖）的主要原料，用于炼钢转炉、电炉、精炼炉、水泥回转窑、有色金属冶炼炉。镁砂的生产以菱镁矿（MgCO₃）为原料，经轻烧（800-1000℃分解为MgO）、细磨、压球、高温烧结（1800-2000℃）得到烧结镁砂（DBM），或经电熔（2500-3000℃）得到电熔镁砂（FM）。生石灰（CaO）作为添加剂，在电熔和烧结过程中与原料中的SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、B₂O₃等杂质反应，生成高熔点钙盐，提高镁砂的纯度、体积密度和抗水化性（方镁石晶粒长大，晶界杂质减少）。没有石灰，高纯镁砂（MgO≥98%）难以制备（杂质集中在晶界，导致晶粒细小、易水化、抗渣性差）。

电熔镁砂（FM，Fused Magnesia）的“石灰-电熔”工艺：将菱镁矿（MgCO₃≥98%，SiO₂≤0.3%，Fe₂O₃≤0.2%）或轻烧镁（MgO≥96%）与生石灰（CaO≥95%，细度-200目）按比例（石灰添加量1%-3%）混合，投入三相电弧炉（或单相电弧炉）中，通入大电流（电压50-200V，电流5000-20000A），利用电弧热将炉料熔融（温度2800-3000℃）。在熔融过程中，CaO与原料中的杂质反应：SiO₂ + CaO → CaSiO₃（硅酸钙，熔点1540℃）；Al₂O₃ + CaO → CaAl₂O₄（铝酸钙，熔点1600℃）；Fe₂O₃ + 2CaO → 2CaO·Fe₂O₃（铁酸钙，熔点1420℃）；B₂O₃ + CaO → CaB₂O₄（硼酸钙，熔点1100℃，但可挥发）。这些钙盐在熔融状态下形成低熔点相（1300-1600℃），聚集在晶界，冷却后结晶析出。方镁石晶粒（MgO）在液相中长大（从80-120μm提高至150-300μm），晶界杂质被“驱赶”到晶界（或排出），电熔镁砂的MgO纯度提高（从96%-97%提高至97%-98.5%），体积密度提高（从3.40-3.45g/cm³提高至3.50-3.55g/cm³），抗水化性提高（方镁石晶粒粗大，比表面积小，水化反应速度慢）。石灰的添加量需精确控制：石灰不足（<1%）则杂质未完全反应，方镁石晶粒细小（<120μm），抗水化性差（在空气中吸收H₂O生成Mg(OH)₂，体积膨胀，开裂粉化）；石灰过量（>3%）则产品中CaO残留（0.5%-1.5%），用于镁碳砖时，CaO会与碳反应生成CaC₂，降低砖的强度，且CaO易水化（水化放热，导致砖开裂）。电熔镁砂的CaO含量应控制在0.3%-0.8%（普通品）或<0.3%（高纯品）。电熔镁砂的电耗与石灰添加量相关：石灰增加，炉渣量增加（钙盐熔点低，导电性好），电耗降低（2500-3000kWh/t vs 无石灰时3000-3500kWh/t）。石灰的品质要求：CaO≥95%，MgO≤2%，SiO₂≤1%，Fe₂O₃≤0.5%，细度-200目≥95%。石灰中的MgO和SiO₂会增加杂质含量，影响镁砂纯度。

烧结镁砂（DBM，Dead Burned Magnesia）的“石灰-烧结”工艺：菱镁矿经轻烧（800-1000℃）得轻烧镁粉（活性MgO），加入生石灰（0.5%-2%）、矿化剂（铁粉、氯化镁、硫酸镁），混磨、压球（或压坯），在回转窑（或竖窑）中高温烧结（1800-2000℃）。石灰的作用与电熔镁砂类似——与杂质反应，促进方镁石晶粒长大，提高体积密度（≥3.35g/cm³）和抗水化性。烧结镁砂的CaO含量控制在0.5%-1.5%，用于中档镁砖。

在“镁钙砂”（MgO-CaO合成砂，用于炉外精炼（LF、VOD））生产中，生石灰（或消石灰）与轻烧镁按比例（CaO 5%-30%）混合，压球、烧结（1700-1800℃），得镁钙砂（抗渣性好，净化钢水）。石灰是镁钙砂的CaO来源。

生石灰在镁砂生产中的应用，是“少添加、大效果”的典范。耐火材料工程师评价：“电熔镁砂加石灰，驱杂质晶粒大；抗水化性能增，钢包炉龄五百加。”——生石灰为镁砂行业提供“提纯、增密、抗水”的添加技术。