鎂鉻質(zhì)耐火材料是一種以鎂砂為主，以鉻鐵礦為輔的耐火材料；鎂砂加入鉻礦并經(jīng)高溫?zé)芍?，鎂砂和鉻礦之間發(fā)生明顯的物理化學(xué)反應(yīng)，鎂砂中的MgO和鉻鐵礦中的Cr2O3成分在燒結(jié)過程中相互擴(kuò)散，在方鎂石內(nèi)部形成點(diǎn)狀二次尖晶石，在鉻礦中生成原味尖晶石；根據(jù)工藝以及所用原料不同，鎂鉻磚在冷卻過程中形成不同程度的二次復(fù)合尖晶石以及方鎂石一二次尖晶石復(fù)合相等，以期達(dá)到形成了各相之間直接結(jié)合，鉻礦相被鎂砂包裹的結(jié)構(gòu)。

在煉銅工業(yè)用鎂鉻質(zhì)耐火材料的發(fā)展歷史中，最早采用硅磚砌筑爐襯，然而由于爐渣成分中多有FeO和SiO2成分，且冶煉氣氛中含有較多SO2酸性氣體，硅磚的侵蝕損毀非常嚴(yán)重，從20世紀(jì)50~60年代，堿性磚已經(jīng)開始在煉銅工業(yè)中開始使用了，時(shí)至今日，經(jīng)過幾代人的不斷改進(jìn)，鎂鉻質(zhì)耐火材料的生產(chǎn)工藝及在銅冶煉工業(yè)中的應(yīng)用越來越成熟，常用于銅冶煉工業(yè)中的鎂鉻質(zhì)耐火材料有以下幾種：

(1)普通硅酸鹽結(jié)合鎂鉻磚

普通硅酸鹽結(jié)合的鎂鉻磚是采用中檔以下鎂砂、較低品位的鉻礦，在1550℃下燒制形成的。普通硅酸鹽結(jié)合的鎂鉻磚含有較多的硅酸鹽相，二次尖晶石數(shù)量比較少，形成了硅酸相包裹方鎂石相的顯微結(jié)構(gòu)。

在普通硅酸鹽結(jié)合鎂鉻磚中，低熔點(diǎn)的硅酸鹽相將高熔點(diǎn)的方鎂石已經(jīng)鉻鐵礦隔開包裹，高熔點(diǎn)的方鎂石、鉻鐵礦直接以硅酸鹽結(jié)合不形成直接結(jié)合結(jié)構(gòu)，低熔點(diǎn)的硅酸鹽相互連通形成連續(xù)相；低熔點(diǎn)的硅酸鹽相極易在使用過程中軟化溶解，嚴(yán)重影響鎂鉻磚的荷重軟化溫度、熱態(tài)強(qiáng)度、體積穩(wěn)定性等性能；此外裂紋可以通過硅酸鹽玻璃相擴(kuò)展，熔渣也較易于從薄弱的硅酸鹽玻璃相滲透腐蝕，所以硅酸鹽結(jié)合鎂鉻磚的抗熱震和抗渣侵蝕性能較差。

(2) 直接結(jié)合鎂鉻磚

直接結(jié)合鎂鉻磚采用硅酸鹽等雜質(zhì)低的高檔鎂砂、鉻精礦在1700℃左右高溫?zé)?；在直接結(jié)合鎂鉻磚中，含有較少數(shù)量的硅酸鹽相，硅酸鹽相以孤島形式存在于基質(zhì)中，方鎂石-方鎂石、方鎂石-復(fù)合尖晶石之間直接結(jié)合，因此直接結(jié)合鎂鉻磚具有良好的耐高溫性、抗侵蝕性和抗熱震性。

在20世紀(jì)60年代時(shí)期，采用直接結(jié)合的方法制備的鎂鉻磚具有良好的各項(xiàng)性能，成功的替代了采用硅酸鹽結(jié)合制備的鎂鉻磚，在水泥窯的燒成帶上大面積的應(yīng)用。

但是，直接結(jié)合的鎂鉻磚中也有一些問題存在：

(1)鎂鉻磚在水泥窯的燒成帶上會(huì)和水泥熟料反應(yīng)，產(chǎn)生低熔物質(zhì)，比如：在1335℃時(shí)，會(huì)生成C12A7，在1395℃時(shí)，會(huì)生成C4AF，在1500℃時(shí)，會(huì)生成CMS，在1575℃時(shí)，會(huì)生成C3MS2，而且這些低熔點(diǎn)礦物相會(huì)滲透到耐火磚的深處，致使在耐火磚的表層不容易形成較厚的窯皮層。從而導(dǎo)致耐火磚的耐化學(xué)腐蝕能力變差，應(yīng)用時(shí)間變短。

(2)水泥回轉(zhuǎn)窯窯內(nèi)處于氧化氣氛當(dāng)中時(shí)，三價(jià)Cr3+氧化生成六價(jià)Cr6+。隨后，鎂鉻磚會(huì)被硫酸鹽嚴(yán)重腐蝕，從而將Cr6+的化合物轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄缘奈镔|(zhì)，這些含有六價(jià)鉻離子的物質(zhì)會(huì)跟隨著用后耐火磚和廢氣排放等途徑排放到外面。眾所周知，六價(jià)Cr6+的化合物含有劇毒，會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境，對(duì)生物造成嚴(yán)重的危害，甚至致癌。

(3)水泥回轉(zhuǎn)窯窯內(nèi)處于還原氣氛當(dāng)中時(shí)，CO可以與鎂鉻磚中的鎂鉻鐵礦發(fā)生還原反應(yīng)，生成鎂方鐵礦。而且假設(shè)水泥回轉(zhuǎn)窯窯體內(nèi)部的還原氣氛轉(zhuǎn)化為氧化氣氛，會(huì)導(dǎo)致耐火磚磚體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)完全解體，減少耐火磚的使用時(shí)間。

(4)應(yīng)用鎂鉻磚的水泥窯的窯皮成分大多為硫酸二鈣，窯體冷卻的時(shí)候，β-C2S變?yōu)棣?C2S，導(dǎo)致窯皮成粉末狀，最終剝落，縮短了鎂鉻質(zhì)磚的應(yīng)用時(shí)間。

隨著環(huán)保政策的加強(qiáng)，人們的環(huán)保意識(shí)也在不斷地提升。其在全世界范圍內(nèi)被要求停止使用，針對(duì)此現(xiàn)狀，提出了無鉻化這一新的想法。盡管水泥窯用耐火材料的無鉻化已經(jīng)提出很多年，但是現(xiàn)在可以取代鎂鉻磚的無鉻耐火磚依然沒有研發(fā)出來。一些耐火材料行業(yè)的研究人員，為了達(dá)到材料的循環(huán)再應(yīng)用、降低有害氣體的排放量、延長(zhǎng)使用時(shí)間等目的，始終改變著鎂鉻磚的各項(xiàng)性能：