随着炼钢工艺的发展，山海关镁碳砖对钢液的增碳作用日益被人们所重视，尤其在洁净钢生产过程中;除此之外，在目前严峻的钢铁形势之下，节能减排已成为钢铁行业生存的关键，然而镁碳砖的高石墨量对冶金反应器热量保存不利，石墨含量越高，炉衬的传热效率越高，这不利于钢铁行业的节能减排;并且高的碳含量对宝贵的石墨资源也是一种消耗。因此低碳镁碳砖的开发很有必要。镁碳砖中的石墨是其优质性能的关键，但究竟石墨含量多少才适合，这是个值得深究的问题。等研究表明，镁碳砖中的石墨含量应该在一个合适的范围之内，在其抗渣性能和抗热震稳定性能之间取一个平衡。

提高的石墨含量，会导致工作面很快被氧化侵蚀，并形成缝隙，炉渣由缝隙进入砖体，进而侵蚀镁碳砖。彭小艳等研究表明低碳镁碳材料由于碳含量比较低，石墨与氧的接触面积减小，因此材料损毁减少。低碳镁碳砖的含碳量一般不大于8%，由于其含碳量不高，使低碳镁碳砖的导热系数降低、热膨胀系数升高以及弹性模量变高，抗热震性变差;碳含量的降低同时还会减小砖体工作面与钢渣之间的润湿角，降低了镁碳砖的抗渣性能。目前低碳镁碳砖的关键问题有两个：含碳原料和结合剂。

在含碳原料方面有如下研究：由于低碳镁碳砖的碳含量低，势必使镁碳砖的抗渣浸润性、抗热震性能明显降低。因此，为保证镁碳砖高温性能为目的，日本学者对镁碳材料进行了研究，通过添加特殊添加剂，开发了与高碳制品相同性能的低碳镁碳砖。此外，镁碳砖用石墨粒度的减小，可以减小砖体内的缝隙，提高砖体致密度，从而提高镁碳砖的抗渣侵蚀性。并且当石墨粒度级别达到纳米时，在砖体内会形成纳米结构基质,此结构可以有效的提高镁碳砖的抗热震性，因为该结构可以有效的平衡热应力。

在镁碳砖低碳化结合剂方面的研究，在此方面主要考虑低量优质的结合剂能使镁碳砖具有足够的抗热剥落性。现有结合剂的缺点，因此开发了含碳树脂结合剂;该结合剂成分为煤焦油沥青，软化温度大于200℃，苯并芘含量低，残碳率高，在低碳镁碳砖中的使用此结合剂可以有效提高抗热剥落性。通过研究结合剂碳化后的结结构，开发了一种新型复合结合剂，这种结合剂碳化后的组织呈纤维状，通过制砖实验，制品在碳含量小于5%的情况下，其各项指标都很优异，如体积密度3.13g/cm3，耐压强度84Mpa，1400℃的高温抗折强度28Mpa，热导率3.2W/mk。