鎂鉻質耐火材料是一種以鎂砂為主，以鉻鐵礦為輔的耐火材料；鎂砂加入鉻礦并經高溫燒成之后，鎂砂和鉻礦之間發(fā)生明顯的物理化學反應，鎂砂中的MgO和鉻鐵礦中的Cr2O3成分在燒結過程中相互擴散，在方鎂石內部形成點狀二次尖晶石，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合尖晶石以及方鎂石一二次尖晶石復合相等，以期達到形成了各相之間直接結合，鉻礦相被鎂砂包裹的結構。

在煉銅工業(yè)用鎂鉻質耐火材料的發(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重，從20世紀50~60年代，堿性磚已經開始在煉銅工業(yè)中開始使用了，時至今日，經過幾代人的不斷改進，鎂鉻質耐火材料的生產工藝及在銅冶煉工業(yè)中的應用越來越成熟，常用于銅冶煉工業(yè)中的鎂鉻質耐火材料有以下幾種：

(1)普通硅酸鹽結合鎂鉻磚

普通硅酸鹽結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構。

在普通硅酸鹽結合鎂鉻磚中，低熔點的硅酸鹽相將高熔點的方鎂石已經鉻鐵礦隔開包裹，高熔點的方鎂石、鉻鐵礦直接以硅酸鹽結合不形成直接結合結構，低熔點的硅酸鹽相互連通形成連續(xù)相；低熔點的硅酸鹽相極易在使用過程中軟化溶解，嚴重影響鎂鉻磚的荷重軟化溫度、熱態(tài)強度、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，所以硅酸鹽結合鎂鉻磚的抗熱震和抗渣侵蝕性能較差。

(2) 直接結合鎂鉻磚

直接結合鎂鉻磚采用硅酸鹽等雜質低的高檔鎂砂、鉻精礦在1700℃左右高溫燒成；在直接結合鎂鉻磚中，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中，方鎂石-方鎂石、方鎂石-復合尖晶石之間直接結合，因此直接結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60年代時期，采用直接結合的方法制備的鎂鉻磚具有良好的各項性能，成功的替代了采用硅酸鹽結合制備的鎂鉻磚，在水泥窯的燒成帶上大面積的應用。

但是，直接結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和水泥熟料反應，產生低熔物質，比如：在1335℃時，會生成C12A7，在1395℃時，會生成C4AF，在1500℃時，會生成CMS，在1575℃時，會生成C3MS2，而且這些低熔點礦物相會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。從而導致耐火磚的耐化學腐蝕能力變差，應用時間變短。

(2)水泥回轉窯窯內處于氧化氣氛當中時，三價Cr3+氧化生成六價Cr6+。隨后，鎂鉻磚會被硫酸鹽嚴重腐蝕，從而將Cr6+的化合物轉變?yōu)樗苄缘奈镔|，這些含有六價鉻離子的物質會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Cr6+的化合物含有劇毒，會嚴重污染環(huán)境，對生物造成嚴重的危害，甚至致癌。

(3)水泥回轉窯窯內處于還原氣氛當中時，CO可以與鎂鉻磚中的鎂鉻鐵礦發(fā)生還原反應，生成鎂方鐵礦。而且假設水泥回轉窯窯體內部的還原氣氛轉化為氧化氣氛，會導致耐火磚磚體的內部結構完全解體，減少耐火磚的使用時間。

(4)應用鎂鉻磚的水泥窯的窯皮成分大多為硫酸二鈣，窯體冷卻的時候，β-C2S變?yōu)棣?C2S，導致窯皮成粉末狀，最終剝落，縮短了鎂鉻質磚的應用時間。

隨著環(huán)保政策的加強，人們的環(huán)保意識也在不斷地提升。其在全世界范圍內被要求停止使用，針對此現(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，為了達到材料的循環(huán)再應用、降低有害氣體的排放量、延長使用時間等目的，始終改變著鎂鉻磚的各項性能：