最初煉銅廠的熔煉爐和精煉爐使用硅磚，但是由于冶煉過程中爐渣條件及要求設(shè)備增加產(chǎn)量，硅磚就讓位于堿性耐火磚了。煉銅工業(yè)中轉(zhuǎn)爐使用堿性耐火磚可追溯到30—40年前，因?yàn)檗D(zhuǎn)爐中渣侵蝕非常嚴(yán)重。從那時(shí)候起，大致有4種堿性耐火磚用于煉銅工業(yè)的反射爐、轉(zhuǎn)爐、陽極爐和最新式的閃速爐的高蝕損部位，4種耐火磚即：

1)硅酸鹽結(jié)合鎂鉻磚；

2)改進(jìn)后的硅酸鹽結(jié)合鎂鉻磚(具有少量直接結(jié)合的鎂鉻磚)；

3)直接結(jié)合鎂鉻磚；

4)高純度直接結(jié)合鎂鉻磚。

硅酸鹽結(jié)合鎂鉻磚比起硅磚經(jīng)濟(jì)效果好得多，但是在煉銅爐所能達(dá)到的高溫下，使耐火磚保持整體的硅酸鹽結(jié)合物質(zhì)發(fā)生軟化。雖然這種復(fù)雜的硅酸鹽基質(zhì)在冷卻時(shí)發(fā)生再結(jié)晶，使磚在室溫下具有很高的強(qiáng)度。但實(shí)際上硅酸鹽基質(zhì)在操作溫度下不是固態(tài)，使得它容易被典型的煉鋼過程中爐渣所侵蝕。復(fù)雜硅酸鹽基質(zhì)主要由二氧化硅以及與少量鎂瞰隘石在一起的雜質(zhì)所組成，從而使得這種結(jié)合熔點(diǎn)低。這類低熔結(jié)合方式常被稱作為一種膠結(jié)。雖然膠結(jié)這個術(shù)語過于簡單化，但它確使人認(rèn)識到達(dá)種結(jié)合系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)所在。

耐火材料廠認(rèn)識到磚這種弱點(diǎn)后，就著于來改進(jìn)結(jié)合系統(tǒng)。最初改進(jìn)辦法是通過高溫煅燒成分相同的耐火磚，使其達(dá)到較穩(wěn)定的結(jié)合。此舉確立起這樣一個令人感興趣的并且很重要的事實(shí)，即通過高溫?zé)桑广t礦和方鎂石的顆粒邊界部分發(fā)生反應(yīng)，形成固態(tài)的、高質(zhì)最的方鎂石一尖晶石結(jié)合。遺憾的是顆粒邊界上雜質(zhì)含量仍相當(dāng)高，結(jié)合質(zhì)很大比例仍由復(fù)雜的硅酸鹽所組成，使得改進(jìn)效果甚微。采用高溫?zé)蓪δ突鸩牧蠌S來說也是一個問題。為使形成少量直接結(jié)合所要達(dá)到的高溫，還會引起硅酸鹽結(jié)合質(zhì)軟化或熔化，因而耐火磚發(fā)生嚴(yán)重?cái)D壓，使大量磚變形并使磚與磚粘結(jié)，于是破損很嚴(yán)重。

另一種是直接結(jié)合鎂鉻磚，雖仍是鎂鉻系統(tǒng)，但是把雜質(zhì)含量考慮進(jìn)去，尤其是二氧化硅和氧化鈣含量。將雜質(zhì)減少至最低程度和采用高溫?zé)桑苄纬纱罅恐苯咏Y(jié)合結(jié)構(gòu)(大多數(shù)情況直接結(jié)合比率超過40％)。這種結(jié)合是把方鎂石和鉻礦顆粒邊界直接連在一起，在高溫?zé)上滦纬晒虘B(tài)，并在銅熔化溫度下仍保持固態(tài)。鎂鉻尖晶石是主要結(jié)合相，同時(shí)也形成二次尖晶石，加強(qiáng)了材料的結(jié)合。為了滿足形成這種結(jié)合的必需先決條件，耐火材料廠要開辟高純鎂砂和鉻礦的原料來源，還要建昂貴的高溫窯，以達(dá)到發(fā)生固相反應(yīng)所必需的燒成溫度。

直接結(jié)合堿性耐火磚在許多工業(yè)部門的應(yīng)用中效果較好。比起普通硅酸鹽結(jié)合磚來，直接結(jié)合磚的主要改進(jìn)有以下幾方面：

1)高溫強(qiáng)度提高；

2)氣孔率和透氣度降低；

3)抗剝落性能提高；

4)雜質(zhì)積聚及遷移量較小。

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