水泥窑用耐火材料是为满足水泥企业的需求而生产的。一方面，水泥窑用耐火材料的发展受到耐火材料及其科技进步的推动;另一方面，水泥窑用耐火材料的发展也受水泥行业需求的拉动。为了更好地选择耐火材料，或更好地研发耐火材料，都需要了解这种技术-市场的互动机制。
耐火材料的技术进步
一、原料高纯化
耐火材料的科技进步是从原料高纯化开始的。图3-1显示了1945〜1970年镁砂纯度的变化。
耐火材料工艺常识表明：提高纯度、降低杂质的含量是提高耐火材料的质量最有效的手段之一。以镁砂为例，镁砂中的SiO2产生的低熔物易于浸润方镁石晶界，妨碍方镁石晶粒之间的结合，从而损害材料的高温性能和抗侵蚀性。科技人员通过从海水中提取氧化镁，或寻找高品位的矿产、拣选矿石、风选、水选和电熔富集等种种手段提高了原料的纯度.并通过调整钙硅比值进一步提高了原料的耐火性能。镁砂的纯度提高、高品位镁砂的出现为镁质耐火材料制品性能的提高和新型镁质耐火材料的发展奠定了物质基础。接着，“三高”技术即采用高纯原料、高压成型和高温烧成的耐火材料制造技术出现。高纯减少了影响耐火材料性能的有害组分;高压产生了致密的结构;高温产生了坚固而稳定的结合。采用这些技术后，耐火材料的性能显著提高，使用寿命明显延长。耐火材料的工艺进入了现代阶段。
二、材质复合化
原料高纯化的同时，材质复合化也在紧锣密鼓地进行。复合就是在单一耐火原料中添加其他耐火物质，通过取长补短开发出新的耐火材料。复合包括氧化物之间、非氧化物之间以及氧化物与非氧化物之间的复合。
以水泥窑高温带用耐火材料为例，由图3-2可知，20世纪50年代以前都是采用单一耐火原料制造的，50年代以后都采用了复合工艺。几十年来，科技人员对有价值的耐火材料系统进行了深入研究，许多复相耐火材料被开发。例如：水泥工业用直接结合镁铬砖、镁铝尖晶石砖、铁铝尖晶石砖、镁白云石锆砖、抗剥落高铝砖、硅莫砖(碳化硅-莫来石材料);玻璃工业用烧结AZS砖、α-β氧化铝砖、镁锆砖(MgO-ZrO2-SiO2系材料);陶瓷工业用堇青石-莫来石制品、氮化物结合碳化硅制品等。除大量掺加其他种物质制成复合耐火材料之外，还掺加少量特殊添加剂，改善了众多耐火材料的性能。
三、工艺自动化
计算机控制技术在完成精确、快速的控制，实现稳产、高产，优质、低耗、安全运转，改善劳动条件，提高经济效益等方面，都发挥着重要的作用。
我国耐火材料和国外产品的差距主要表现在国产材料的批量稳定性差。要解决这一问题，就必须大量采用先进装备和自动化技术。例如，发达国家的耐火材料企业早已广泛采用了自控技术。近年来，我国一些耐火材料企业也认识到了装备的重要性，也逐步采用一些先进的装备。例如，河南瑞泰花费巨资购入大量先进装备，其中包括自动化配料和进口Laeis2000t全自动液压压砖机。该压机采用整体计算机程序控制，实现全自动化生产过程，一次性多面加压成型产品，采用红外质检，可消除生产过程中人为因素的影响，特别是使砖坯避免了隐蔽性的层裂，提升了产品质量和尺寸精度，使所制产品更加稳定可靠，能够满足高端客户的需求。
目前，国内大多数耐火材料企业装备水平不高，配料和烧成还没有实现自动化，成形还使用普通摩擦压砖机，这些状况都迫切需要进行改进。
四、耐火材料技术进步的影响
随着技术进步，耐火材料使用寿命的延长，单位消耗逐渐降低。几十年来，炼钢的耐火材料消耗已从50kg/t降低至10kg/t以下。图3-3显示了美国耐火材料产量和价格的变化。
耐火材料单耗的不断降低导致耐火材料市场日渐萎缩。在西方国家，耐火材料行业对年轻一代已经没有吸引力，一些人认为耐火材料工业是夕阳产业，耐火材料技术也已经走到尽头。
国际耐火材料行业的变革
一、企业大型化
随着耐火材料需求的减少，发达国家的耐火材料企业之间展开了激烈而残酷的竞争。低效率者被逐渐淘汰，高效率者才能生存。其中，企业大型化是一个提高效率的好办法。
企业大型化可以提高开发新产品的能力。企业合并之后，有利于避免重复研究，有利于分享知识、经验和技术诀窍，进行技术交流，集中优势力量进行攻关，并有利于建设一支人才齐全的科研队伍。
企业大型化可以提高质量。例如，采矿、原料、制品企业合并之后，可以实现从矿山到最终产品的全过程控制。这样，就为稳定和提高产品质量创造了良好条件。
企业大型化可以提高市场地位。合并之后，原来互不联系的各家企业，可以集中购买大宗的原料和燃料;原来互相对立的各方自然联合成一家与耐火材料的需方进行谈判。这样，十分有利于降低运营成本和减少恶性竞争。
企业大型化不仅可通过正常办法来降低成本、提高质量和开发新产品，还有利于实施特殊手段主导市场和击败各个弱小的对手。进而，一些耐火材料跨国公司的规模越变越大。
二、市场全球化
企业大型化、市场全球化是一对“孪生兄弟”。为了维持巨大的产能，跨国公司需要获得原料和市场。为了获得原料和市场，就需要将触角伸向世界每一个有价值的角落。我国耐火原料丰富、市场容量大、劳动力成本低、投资环境好，这些就是国外公司一个接一个进驻我国的原因。
我国是世界上最大的耐火原料生产国。中国的菱镁矿和晶质石墨储量世界第一。多年来，我国高铝矶土出口量也位居世界前列。所以，在我国生产耐火材料有利于就地解决原料问题。
我国是世界上最大的钢铁、建材生产国。所以，在我国生产耐火材料有利于就地解决产品的销售问题。
我国的劳动力费用低，耐火材料又是劳动密集型产品。所以，在我国生产耐火材料还有利于降低生产成本，提高产品的竞争力。
我国近来发展较快，对外资给予了很大的优惠政策，大力投资，改善了交通、通讯、能源供给和服务业等基础条件。这样，就为外商的入驻提供了良好的环境。
跨国公司的大量入驻，改变了耐火材料行业的结构，引起了激烈的竞争，但也加速了我国耐火材料的现代化进程。我国加入世界贸易组织以后，一些中资耐火材料企业学会了“与狼共舞”的本领，具备了“虎口夺食”的能力。这些企业不仅在本土顶住了外资企业的冲击，而且还大举反攻海外市场。目前，中资耐火材料企业已成为国际市场上一支举足轻重的力量。
水泥窑用耐火材料的起步
最早，我国水泥回转窑使用由钢铁系统提供的黏土砖和三级高铝砖。由于条块分割和以钢为纲，水泥行业耐火材料的供应难以得到保证。
1964年，中国建筑材料科学研究院(原建筑材料科学研究院)研制了低钙铝酸盐耐火混凝土砌块。砌块以一级高铝矾土熟料和低钙铝酸盐水泥为原料，经成型、养护、烘干制成。该砌块在水泥回转窑可运行100d左右，使用寿命不低于原有材料，有时还有所提高。砌块所用矾土集料和低钙铝酸盐水泥在上海水泥厂生产。砌块本身由水泥厂自行制作。由于不需要向国家申请从外系统调拨耐火材料，解决了水泥工业生产的急需。
1973年，建筑材料科学研究院开始研制磷酸盐结合高铝砖(以下简称磷酸盐砖)、磷酸盐结合高铝质耐磨砖(以下简称耐磨砖)、水玻璃结合镁砖和聚磷酸钠结合镁砖，试制产品获得了良好使用效果，大幅提高了水泥回转窑的寿命。
磷酸盐砖用于传统水泥回转窑过渡带和冷却带可以保证获得半年以上寿命。得不到镁质耐火材料供应时，磷酸盐砖用于烧成带可以使用100〜200d，寿命比水泥砖或三级高铝砖提高30%〜100%。
耐磨砖用于传统水泥回转窑窑口、多筒冷却机、单筒冷却机，寿命比原来的黏土砖和三级高铝砖提高1〜6倍。
水玻璃镁砖在大同水泥厂烧成带经3窑次试用获得217d的平均寿命，较原用水泥砖82d提高1.6倍;用于过渡带可达400d，比原用三级高铝砖增加4倍。
建筑材料科学研究院研制的聚磷酸钠镁砖在哈尔滨水泥厂使用了206d，原用磷酸盐砖的寿命最长仅67d;在唐山422水泥厂烧成带使用175d，原用水泥砖寿命95d。
1978年，建筑材料科学研究院与江山水泥厂合作进行了镁砖的同窑对比试验。试验共使用了四种镁质耐火材料：普通镁铬砖、普通镁铝砖、聚磷酸钠结合镁砖、水玻璃镁砖。试验中，四种耐火材料各砌窑体圆周的1/4。通过精心控制生产条件，江山水泥厂在两窑次的试验中分别取得了窑衬寿命401d和463d的寿命，创造了当时的全国纪录，一时传为佳话。
试验结果表明：两种烧成砖(镁铬砖和镁铝砖)的使用效果比两种不烧砖(聚磷酸钠结合镁砖和水玻璃结合镁砖)稍好。烧成砖中，镁铬砖的使用效果又要优于镁铝砖。改革开放后，我国建设了大批高温隧道窑，烧结镁铬质耐火材料就成为水泥窑烧成带的主体窑衬，这一做法一直延续至今。
水泥窑用磷酸盐结合高铝砖、磷酸盐结合耐磨砖、水玻璃结合镁砖、聚磷酸钠结合镁砖的研制有力地支持了水泥工业的发展，为国民经济建设做出了贡献。首先，这四种砖都是不烧耐火材料，不需使用当时稀缺的高温设备就可满足水泥行业的发展需求。其次，提高了水泥回转窑衬寿命，为水泥企业增产节能、提髙经济效益做出了突出贡献。例如，山西大同水泥厂使用水玻璃结合镁砖后，取得了骄人业绩：全窑砖耗减少1/3,水泥回转窑的运转率提髙4%，水泥回转窑的台时产量提高5%,全厂熟料总产量增加达10%之多!
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