水泥窯用耐火材料是為滿足水泥企業的需求而生產的。一方面，水泥窯用耐火材料的發展受到耐火材料及其科技進步的推動;另一方面，水泥窯用耐火材料的發展也受水泥行業需求的拉動。為了更好地選擇耐火材料，或更好地研發耐火材料，都需要了解這種技術-市場的互動機制。
耐火材料的技術進步
一、原料高純化
耐火材料的科技進步是從原料高純化開始的。圖3-1顯示了1945?1970年鎂砂純度的變化。
耐火材料工藝常識表明：提高純度、降低雜質的含量是提高耐火材料的質量最有效的手段之一。以鎂砂為例，鎂砂中的SiO2產生的低熔物易于浸潤方鎂石晶界，妨礙方鎂石晶粒之間的結合，從而損害材料的高溫性能和抗侵蝕性。科技人員通過從海水中提取氧化鎂，或尋找高品位的礦產、揀選礦石、風選、水選和電熔富集等種種手段提高了原料的純度.并通過調整鈣硅比值進一步提高了原料的耐火性能。鎂砂的純度提高、高品位鎂砂的出現為鎂質耐火材料制品性能的提高和新型鎂質耐火材料的發展奠定了物質基礎。接著，“三高”技術即采用高純原料、高壓成型和高溫燒成的耐火材料制造技術出現。高純減少了影響耐火材料性能的有害組分;高壓產生了致密的結構;高溫產生了堅固而穩定的結合。采用這些技術后，耐火材料的性能顯著提高，使用壽命明顯延長。耐火材料的工藝進入了現代階段。
二、材質復合化
原料高純化的同時，材質復合化也在緊鑼密鼓地進行。復合就是在單一耐火原料中添加其他耐火物質，通過取長補短開發出新的耐火材料。復合包括氧化物之間、非氧化物之間以及氧化物與非氧化物之間的復合。
以水泥窯高溫帶用耐火材料為例，由圖3-2可知，20世紀50年代以前都是采用單一耐火原料制造的，50年代以后都采用了復合工藝。幾十年來，科技人員對有價值的耐火材料系統進行了深入研究，許多復相耐火材料被開發。例如：水泥工業用直接結合鎂鉻磚、鎂鋁尖晶石磚、鐵鋁尖晶石磚、鎂白云石鋯磚、抗剝落高鋁磚、硅莫磚(碳化硅-莫來石材料);玻璃工業用燒結AZS磚、α-β氧化鋁磚、鎂鋯磚(MgO-ZrO2-SiO2系材料);陶瓷工業用堇青石-莫來石制品、氮化物結合碳化硅制品等。除大量摻加其他種物質制成復合耐火材料之外，還摻加少量特殊添加劑，改善了眾多耐火材料的性能。
三、工藝自動化
計算機控制技術在完成精確、快速的控制，實現穩產、高產，優質、低耗、安全運轉，改善勞動條件，提高經濟效益等方面，都發揮著重要的作用。
我國耐火材料和國外產品的差距主要表現在國產材料的批量穩定性差。要解決這一問題，就必須大量采用先進裝備和自動化技術。例如，發達國家的耐火材料企業早已廣泛采用了自控技術。近年來，我國一些耐火材料企業也認識到了裝備的重要性，也逐步采用一些先進的裝備。例如，河南瑞泰花費巨資購入大量先進裝備，其中包括自動化配料和進口Laeis2000t全自動液壓壓磚機。該壓機采用整體計算機程序控制，實現全自動化生產過程，一次性多面加壓成型產品，采用紅外質檢，可消除生產過程中人為因素的影響，特別是使磚坯避免了隱蔽性的層裂，提升了產品質量和尺寸精度，使所制產品更加穩定可靠，能夠滿足高端客戶的需求。
目前，國內大多數耐火材料企業裝備水平不高，配料和燒成還沒有實現自動化，成形還使用普通摩擦壓磚機，這些狀況都迫切需要進行改進。
四、耐火材料技術進步的影響
隨著技術進步，耐火材料使用壽命的延長，單位消耗逐漸降低。幾十年來，煉鋼的耐火材料消耗已從50kg/t降低至10kg/t以下。圖3-3顯示了美國耐火材料產量和價格的變化。
耐火材料單耗的不斷降低導致耐火材料市場日漸萎縮。在西方國家，耐火材料行業對年輕一代已經沒有吸引力，一些人認為耐火材料工業是夕陽產業，耐火材料技術也已經走到盡頭。
國際耐火材料行業的變革
一、企業大型化
隨著耐火材料需求的減少，發達國家的耐火材料企業之間展開了激烈而殘酷的競爭。低效率者被逐漸淘汰，高效率者才能生存。其中，企業大型化是一個提高效率的好辦法。
企業大型化可以提高開發新產品的能力。企業合并之后，有利于避免重復研究，有利于分享知識、經驗和技術訣竅，進行技術交流，集中優勢力量進行攻關，并有利于建設一支人才齊全的科研隊伍。
企業大型化可以提高質量。例如，采礦、原料、制品企業合并之后，可以實現從礦山到最終產品的全過程控制。這樣，就為穩定和提高產品質量創造了良好條件。
企業大型化可以提高市場地位。合并之后，原來互不聯系的各家企業，可以集中購買大宗的原料和燃料;原來互相對立的各方自然聯合成一家與耐火材料的需方進行談判。這樣，十分有利于降低運營成本和減少惡性競爭。
企業大型化不僅可通過正常辦法來降低成本、提高質量和開發新產品，還有利于實施特殊手段主導市場和擊敗各個弱小的對手。進而，一些耐火材料跨國公司的規模越變越大。
二、市場全球化
企業大型化、市場全球化是一對“孿生兄弟”。為了維持巨大的產能，跨國公司需要獲得原料和市場。為了獲得原料和市場，就需要將觸角伸向世界每一個有價值的角落。我國耐火原料豐富、市場容量大、勞動力成本低、投資環境好，這些就是國外公司一個接一個進駐我國的原因。
我國是世界上最大的耐火原料生產國。中國的菱鎂礦和晶質石墨儲量世界第一。多年來，我國高鋁磯土出口量也位居世界前列。所以，在我國生產耐火材料有利于就地解決原料問題。
我國是世界上最大的鋼鐵、建材生產國。所以，在我國生產耐火材料有利于就地解決產品的銷售問題。
我國的勞動力費用低，耐火材料又是勞動密集型產品。所以，在我國生產耐火材料還有利于降低生產成本，提高產品的競爭力。
我國近來發展較快，對外資給予了很大的優惠政策，大力投資，改善了交通、通訊、能源供給和服務業等基礎條件。這樣，就為外商的入駐提供了良好的環境。
跨國公司的大量入駐，改變了耐火材料行業的結構，引起了激烈的競爭，但也加速了我國耐火材料的現代化進程。我國加入世界貿易組織以后，一些中資耐火材料企業學會了“與狼共舞”的本領，具備了“虎口奪食”的能力。這些企業不僅在本土頂住了外資企業的沖擊，而且還大舉反攻海外市場。目前，中資耐火材料企業已成為國際市場上一支舉足輕重的力量。
水泥窯用耐火材料的起步
最早，我國水泥回轉窯使用由鋼鐵系統提供的黏土磚和三級高鋁磚。由于條塊分割和以鋼為綱，水泥行業耐火材料的供應難以得到保證。
1964年，中國建筑材料科學研究院(原建筑材料科學研究院)研制了低鈣鋁酸鹽耐火混凝土砌塊。砌塊以一級高鋁礬土熟料和低鈣鋁酸鹽水泥為原料，經成型、養護、烘干制成。該砌塊在水泥回轉窯可運行100d左右，使用壽命不低于原有材料，有時還有所提高。砌塊所用礬土集料和低鈣鋁酸鹽水泥在上海水泥廠生產。砌塊本身由水泥廠自行制作。由于不需要向國家申請從外系統調撥耐火材料，解決了水泥工業生產的急需。
1973年，建筑材料科學研究院開始研制磷酸鹽結合高鋁磚(以下簡稱磷酸鹽磚)、磷酸鹽結合高鋁質耐磨磚(以下簡稱耐磨磚)、水玻璃結合鎂磚和聚磷酸鈉結合鎂磚，試制產品獲得了良好使用效果，大幅提高了水泥回轉窯的壽命。
磷酸鹽磚用于傳統水泥回轉窯過渡帶和冷卻帶可以保證獲得半年以上壽命。得不到鎂質耐火材料供應時，磷酸鹽磚用于燒成帶可以使用100?200d，壽命比水泥磚或三級高鋁磚提高30%?100%。
耐磨磚用于傳統水泥回轉窯窯口、多筒冷卻機、單筒冷卻機，壽命比原來的黏土磚和三級高鋁磚提高1?6倍。
水玻璃鎂磚在大同水泥廠燒成帶經3窯次試用獲得217d的平均壽命，較原用水泥磚82d提高1.6倍;用于過渡帶可達400d，比原用三級高鋁磚增加4倍。
建筑材料科學研究院研制的聚磷酸鈉鎂磚在哈爾濱水泥廠使用了206d，原用磷酸鹽磚的壽命最長僅67d;在唐山422水泥廠燒成帶使用175d，原用水泥磚壽命95d。
1978年，建筑材料科學研究院與江山水泥廠合作進行了鎂磚的同窯對比試驗。試驗共使用了四種鎂質耐火材料：普通鎂鉻磚、普通鎂鋁磚、聚磷酸鈉結合鎂磚、水玻璃鎂磚。試驗中，四種耐火材料各砌窯體圓周的1/4。通過精心控制生產條件，江山水泥廠在兩窯次的試驗中分別取得了窯襯壽命401d和463d的壽命，創造了當時的全國紀錄，一時傳為佳話。
試驗結果表明：兩種燒成磚(鎂鉻磚和鎂鋁磚)的使用效果比兩種不燒磚(聚磷酸鈉結合鎂磚和水玻璃結合鎂磚)稍好。燒成磚中，鎂鉻磚的使用效果又要優于鎂鋁磚。改革開放后，我國建設了大批高溫隧道窯，燒結鎂鉻質耐火材料就成為水泥窯燒成帶的主體窯襯，這一做法一直延續至今。
水泥窯用磷酸鹽結合高鋁磚、磷酸鹽結合耐磨磚、水玻璃結合鎂磚、聚磷酸鈉結合鎂磚的研制有力地支持了水泥工業的發展，為國民經濟建設做出了貢獻。首先，這四種磚都是不燒耐火材料，不需使用當時稀缺的高溫設備就可滿足水泥行業的發展需求。其次，提高了水泥回轉窯襯壽命，為水泥企業增產節能、提髙經濟效益做出了突出貢獻。例如，山西大同水泥廠使用水玻璃結合鎂磚后，取得了驕人業績：全窯磚耗減少1/3,水泥回轉窯的運轉率提髙4%，水泥回轉窯的臺時產量提高5%,全廠熟料總產量增加達10%之多!
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