目前，国外仅有苏联进行了有关镁质耐火材料用于热风炉的报道，国内有关镁质耐火材料抗蠕变性的研究报道很少。辽宁科技大学的研究人员针对镁质耐火材料抗高温蠕变性能差的特点，研究了Al2O3和Cr2O3的加入量和加入形式对镁质材料抗蠕变性能的影响。
    试验选用的主要原料为电熔镁砂（w（MgO）=97.47%），添加剂为α-Al2O3粉（w（Al2O3）=99.22%，粒度≤0.043 mm）、Cr2O3粉（w（Cr2O3）=99.0%，粒度≤0.043 mm）、低钠亚白刚玉（w（Al2O3）≥98%，粒度≤0.074 mm）、酸洗亚白刚玉（w（Al2O3）≥98%，粒度≤0.074 mm）。首先研究了添加剂α-Al2O3和Cr2O3的加入量对镁质材料高温蠕变性能的影响（试验配方如表1所示）；在此基础上，固定Cr2O3粉的加入量为3%，研究了加入不同形式的Al2O3（酸洗亚白刚玉、低钠亚白刚玉）对镁质材料高温蠕变性能的影响（试验配方如表2所示）。
    首先将各原料试验配方称量后，用湿碾机进行混料。混料时，先加入电熔镁砂预混2 min，使镁砂颗粒均匀混合，然后加入亚硫酸纸浆废液混合3 min，最后加入预混合过的粉料，继续混练15 min。混练好的物料在液压机上以300 MPa的压力压制成160 mm×40 mm×40 mm和Φ50 mm×50 mm的试样。干燥后的试样在高温隧道窑中于1 650 ℃烧成，保温时间为110 min。
表1  Al2O3和Cr2O3的加入量
对镁质材料高温蠕变性能影响的试验配方（w）/%
试样
编号 电熔镁砂 α-Al2O3粉 Cr2O3粉
 1~3 mm ≤1 mm ≤0.074 mm  
A0 30 37.5 32.5 - -
A1 30 37.5 30 2.5 -
A2 30 37.5 27.5 5 -
A3 30 37.5 25 7.5 -
A4 30 37.5 22.5 10 -
AK1 30 37.5 26.5 5 1
AK2 30 37.5 24.5 5 3

表2 氧化铝加入形式的试验配方（w）/%
试样
编号 电熔镁砂 α-Al2O3粉 酸洗亚白刚玉 低钠亚白刚玉 Cr2O3粉
 1~3 mm ≤1 mm ≤0.074 mm    
B0 30 37.5 24.5 5 - - 3
B1 30 37.5 24.5 - 5 - 3
B2 30 37.5 24.5 - - 5 3
    试样的压蠕变试验：将Φ（50±0.5）mm×（50±0.5） mm，中心孔径为12~13 mm的圆柱试样放入试验电炉中，在室温下对试样施加0.2 MPa的恒定压力，先以10 ℃•min-1升温至1 000 ℃，然后以4~5 ℃•min-1升温至试验温度1 450 ℃，保温50 h。同时，为了对比材料的抗高温蠕变性能，将研制的镁质材料与目前高温热风炉中常用的低蠕变高铝砖进行了对比试验。
    试验结果：（1）添加α-Al2O3粉可以明显改善材料的高温蠕变性能，并且随着α-Al2O3含量的增加，镁质材料的高温蠕变性能逐渐改善。（2）在含有5%的α-Al2O3镁质材料中添加Cr2O3粉，Cr2O3的加入量以1%~3%为宜，其中添加5%Al2O3+3%Cr2O3时，镁质材料的抗高温蠕变性能优于热风炉用低蠕变高铝砖。（3）以电熔镁砂为主要原料，加入3%Cr2O3的镁质材料中，酸洗亚白刚玉和低钠亚白刚玉可以替代α-Al2O3使用，得到的抗蠕变性能优于目前在热风炉上使用的低蠕变高铝制品。
（摘编自《耐火与石灰》2010，№2）