为了替代镁铬质耐火材料在炉外精炼中的使用，本课题通过引入不同添加剂来对方镁石-尖晶石质耐火材料进行组成优化和性能改善，以满足炉外精炼用耐火材料的使用要求。　　为了研究稀土氧化物对方镁石-尖晶石质耐火材料性能的影响，以不同粒度的电熔镁砂、富铝尖晶石细粉为主要原料，以纸浆废液为结合剂，化学纯稀土氧化物细粉为外加剂，制得含稀土氧化物的方镁石-尖晶石质耐火材料，对材料的烧结性能、常温力学性能、高温性能和抗渣性能进行检测。结果表明:稀土氧化物的引入都够提高方镁石-尖晶石质耐火材料的烧结性能和常温力学性能，但对高温性能的影响各不相同，其中以添加Y2O3的试样的总体效果较好，其体积密度、显气孔率、常温抗折强度和常温耐压强度分别达到2.95g/cm3、18.4％、7.1MPa和71.5MPa;其热震前后的抗折强度保持率和高温抗折强度分别为77.7％和3.0MPa，荷重软化开始温度略有下降为1642℃，但抗渣性能提高显著，相比于不含添加剂的试样熔渣渗入深度降低61.1％。　　以金属铝粉和镁砂为主要原料，研究了不同的镁铝摩尔比和不同的热处理温度，对铝粉直接氧化生成镁铝尖晶石的影响，结果表明:镁铝摩尔比越大，金属铝粉的尖晶石化程度越高，当温度为1400℃时，铝粉的尖晶石化反应基本结束。为了研究金属铝粉加入量对方镁石-尖晶石质耐火材料性能的影响，以不同粒度的电熔镁砂和富铝尖晶石细粉为主要原料，以金属铝粉为外加剂，以无水树脂为结合剂，在600℃和1600℃下保温3h烧成，对材料的常温性能进行检测。结果表明:铝粉加入量为3wt％时，试样的常温力学性能较好，常温抗折强度和常温耐压强度分别达到7.5MPa和92.0MPa。　　为了研究单质硅粉、Y2O3细粉和TiO2细粉与金属铝粉的复合引入对方镁石-尖晶石质耐火材料性能的影响，以不同粒度的电熔镁砂、富铝尖晶石细粉为主要原料，以无水树脂为结合剂，在引入3wt％金属铝粉的基础上，分别添加1wt％的Y2O3、1wt％TiO2和1wt％单质硅粉制成方镁石-尖晶石质耐火材料试样，在600℃和1600℃下分别保温3h烧成，对材料的烧结性能、常温力学性能、高温性能和抗渣性能进行了检测。结果表明:1wt％Y2O3和1wt％TiO2与3wt％金属铝粉的复合引入促进了试样的烧结，提高了方镁石-尖晶石质耐火材料的常温力学性能，其中复合添加3wt％金属铝粉和1wt％Y2O3的试样的常温抗折强度较高为8.2MPa，复合添加3wt％金属铝粉和1wt％TiO2的试样常温耐压强度较高为110.1MPa;同时添加金属铝粉和Y2O3的试样高温性能较好，其高温抗折强度为4.35MPa，荷重软化开始温度高于1650℃，热震前后的抗折保持率为81.1％，熔渣渗入深度相对与不含添加剂的试样减少72.3％左右。