耐火浇注料无需预先成型和烧成，具有生成工艺简单、生成周期短以及综合能耗低等优点，是耐火材料不定形化发展方向之一，其中铝酸钙水泥结合的刚玉质浇注料是重要的耐火浇注料品种，在高温领域广泛应用。通常，人们在刚玉浇注料中引入一定量的三氧化二铬以提高抗熔渣侵蚀性能，从而延长浇注料的使用寿命。然而，令人担忧的是含铬耐火浇注料在服役的过程中可能形成有毒的六价铬。人体接触和吸收一定量六价铬可导致皮肤病、癌症等严重疾病，使用后的耐火材料中的六价铬在雨水作用下溶出，将会污染土壤和地下水，严重破坏生态环境。一直以来，人们不加区分的认为使用后的含铬耐火浇注料均含有六价铬，对于含铬耐火材料服役过程中六价铬形成与否、存在形式以及控制方法缺乏足够认识。因此，研究在含铬刚玉浇注料中六价铬的形成及其抑制方法，对促进含铬刚玉浇注料的无害化使用，具有重要实际指导意义。
　　针对上述问题，本文首先研究了铬对刚玉质浇注料抗熔渣侵蚀性的影响，模拟耐火浇注料实际使用温度，分析了六价铬的形成机理以及存在形式。然后，通过现场取样研究了在不同服役区域的六价铬化合物的存在形态以及不同浸提剂对六价铬浸出的影响。在了解铝酸钙水泥结合含铬刚玉质浇注料中六价铬形成机理的基础上，通过对Al2O3-CaO-Cr2O3三元体系的研究，分析了不同的铝酸钙水泥对六价铬形成及浸出的影响，分析了铬元素不同的赋存形态对六价铬形成及浸出的影响。在此基础上设计开发了一种较为环保的含铬浇注料。通过系统的研究，可以得到如下主要结论:
　　(1)铬能够明显的改善浇注料的抗熔渣侵蚀性能，试样添加铬之后侵蚀层和渗透层的深度明显降低。通过模拟耐火浇注料服役的温度场发现，在低温区六价铬以CaCrO4的形式存在，而在中温区则以Ca4Al6CrO16的形式存在，当温度进一步升高到1500℃左右时铬则会固溶到Al2O3或者CaAl12O19中。浸出实验表明，除了高温烧结的样品外，其它温度下样品的浸出液中六价铬的浓度均高于规定限值，且700℃烧结过的样品能浸出的六价铬总量最高。
　　(2)实际用后含铬浇注料在不同温度区域铬的存在形态与实验室条件下的基本一致。因为实际用后的耐火浇注料的化学成分复杂，会对浸出结果造成影响。在服役的过程中渣铁的喷溅使样品中含有还原性的亚铁，当用酸性浸提剂时其会将六价铬还原，从而影响对样品中六价铬的评估，因此在实际评估废料中六价铬时，应该根据样品的化学成分选择标准，以免造成误判。
　　(3)六价铬主要在氧化性气氛，有碱金属或者碱土金属存在的情况下形成。独立存在的六价铬或者包裹在可溶性的硅酸盐等相内的在水中或者酸性环境中能够浸出。对于含铬耐火浇注料中六价铬，可以用单一块浸出的动力学模型来研究其浸出的动力学过程。
　　(4)在Al2O3-CaO-Cr2O3体系中加入MgO后会生成含三价铬的尖晶石相Mg(Al，Cr)2O4，并且随着MgO含量的增加，尖晶石相逐渐增多而六价铬相Ca4Al6CrO16逐渐减少。通过浸出实验也证实了MgO能明显的抑制六价铬的生成，固溶在尖晶石中的铬用酸性和中性浸提剂都无法浸出，同时Ca4Al6CrO16在酸性浸提剂中浸出速度明显比水中快。同时，无论采用何种浸提剂，经过连续的浸出，样品中独立存在的六价铬都能全部浸出。
　　(5)通过改变Al2O3-CaO-Cr2O3体系中Al2O3/CaO的质量百分比，可知其对六价铬的形成有着重要的影响。当Al2O3/CaO的质量百分比在1.5-2.3时，会形成六价铬化合物，但当其达到4.0时，样品中六价铬完全消失，只有水泥相CA2和CA6，此时铬以三价的形态固溶在CA6中，且Cr2O3与CA6不会反应生成六价铬。
　　(6)铬的赋存形式对六价铬的形成与否以及存在形态有着重要的影响，当以自由的Cr2O3存在时，其会与水泥相反应，在低温区形成CaCrO4，中高温区形成Ca4Al6CrO16。但是当其以(Al，Cr)2O3或者Ca(Al，Cr)12O19固溶体的形式存在时，其在低温区能明显的抑制CaCrO4的形成，仅仅在中温区(1100-1300℃)会生成六价铬化合物Ca4Al6CrO16。
　　(7)当用Ca(Al，Cr)12O19取代Cr2O3加入到浇注料中时，耐火浇注料的抗熔渣侵蚀性能和力学性能几乎不会受到影响，但是能够明显的抑制六价铬的生成。在不同温度烧结后的样品，按照国标浸出后发现，其低于国家规定的第二类一般工业固体废弃物填埋场的填埋标准。