為了提高水泥熟料燒成熱效率、降低能源消耗，在六十年代德國(guó)首先開(kāi)發(fā)的懸浮預(yù)熱器窯已發(fā)展成熟。七十年代，在此基礎(chǔ)上日本開(kāi)發(fā)了預(yù)分解水泥生產(chǎn)技術(shù)。預(yù)分解水泥生產(chǎn)技術(shù)一經(jīng)問(wèn)世就以其技術(shù)的先進(jìn)性獲得世人矚目，它不僅使水泥熟料煅燒系統(tǒng)的熱耗降低，而且單機(jī)生產(chǎn)能力大大提高，遠(yuǎn)超過(guò)同直徑的濕法窯或傳統(tǒng)干法窯。表1列出了不同生產(chǎn)方式的水泥窯的技術(shù)情況。
表1 不同水泥窯型的生產(chǎn)能力及熱耗
  干法:窯徑(米)3.75 生產(chǎn)能力(熟/日)520 熱耗(千焦/公斤熟料)5596.3
  半干法:窯徑(米)4.00 生產(chǎn)能力(熟/日)996 熱耗(千焦/公斤熟料)4045
  濕法:窯徑(米) 4.00 生產(chǎn)能力(熟/日) 650 熱耗(千焦/公斤熟料) 6219
  新型干法(NSP):窯徑(米)4.00 生產(chǎn)能力(熟/日)2000 熱耗(千焦/公斤熟料)3600
     我國(guó)在七十年代也自主開(kāi)發(fā)了預(yù)分解水泥生產(chǎn)技術(shù)，例如中國(guó)建材研究院完成的石嶺水泥廠日產(chǎn)4000噸熟料的四級(jí)預(yù)分解窯和八十年代初天津水泥設(shè)計(jì)院完成的日產(chǎn)2000噸熟料預(yù)分解窯。自八十年代以來(lái)，我國(guó)從國(guó)外引進(jìn)了大型預(yù)分解窯的成套技術(shù)與裝備，對(duì)促進(jìn)我國(guó)新型干法水泥窯的技術(shù)發(fā)展和裝備水平的不斷提高起到了積極的推動(dòng)作用。
1 新型干法水泥窯對(duì)耐火材的要求
　　傳統(tǒng)水泥窯用耐火材料品種比較單一，最早全窯都采用Al2O3含量30~40%的粘土磚。自三十年代以后，為了提高窯襯壽命，在煅燒帶開(kāi)始配用Al2O3≥50%的高鋁磚。隨著窯規(guī)模逐漸增大和熟料產(chǎn)、質(zhì)量的不斷提高，煅燒帶高鋁磚使用壽命不能滿足要求，歐洲在四十年代開(kāi)始在煅燒帶采用普通鎂鉻磚，到五十年代，發(fā)達(dá)國(guó)家已基本在煅燒帶全部采用鎂鉻磚（少數(shù)用白云石磚）。預(yù)熱帶用粘土磚、分解帶熱端及冷卻帶采用高鋁磚、燒成帶采用鎂鉻磚這種配套方案基本滿足了傳統(tǒng)水泥窯的使用要求。
　　七十年代預(yù)分解水泥窯問(wèn)世以后，開(kāi)始時(shí)這種新型窯爐并未在實(shí)際生產(chǎn)中表現(xiàn)出明顯的技術(shù)優(yōu)越性，主要原因是運(yùn)轉(zhuǎn)率低，造成了預(yù)分解窯運(yùn)轉(zhuǎn)率低的原因除了設(shè)備故障因素外，主要是各部位的耐火材料不能滿足使用要求，經(jīng)常由于耐火材料需要更換維修被迫停窯。為了充分發(fā)揮預(yù)分解窯高效、低耗的優(yōu)越性必須針對(duì)該窯型各部位的不同使用要求，研制多種耐火材料新品種合理配套使用才能提高運(yùn)轉(zhuǎn)率。
　　預(yù)分解水泥窯與傳統(tǒng)水泥窯比較有如下特點(diǎn)：
　　(1) 堿及硫、氯等揮發(fā)性組份侵蝕嚴(yán)重
　　由于預(yù)分解窯充分利用余熱預(yù)熱入預(yù)熱器的生料，堿的硫酸鹽和氯化物揮發(fā)、凝聚，反復(fù)循環(huán)，使得這些組份在窯中富集，與原始生料相比在最熱級(jí)預(yù)熱器的窯料中R2O增加5倍，SO3增加3~5倍。相應(yīng)部位的窯氣中這些組份的含量也大為增加。耐火材料表面溫度為800~1200℃的部位，包括預(yù)熱器、分解爐、上升煙道、下料斜坡、窯筒后部甚至窯門罩和冷卻機(jī)熱端所用的粘土磚和普通高鋁磚受到來(lái)自窯料和窯氣堿化化合物的侵蝕，形成膨脹性礦物使耐火材料開(kāi)裂剝落，發(fā)生“堿裂”破壞。并且硫、氯等揮發(fā)物組分在上述部位耐火材料表面形成、2C2S·CaCO3、2C2S·CaSO4、2Ca SO4·K2SO4等結(jié)皮，影響窯的正常運(yùn)行。
　　(2) 窯的溫度提高對(duì)耐火材料的破壞加劇
　　大型預(yù)分解窯多采用篦式冷卻機(jī)和多風(fēng)道噴煤嘴，篦式冷卻機(jī)熱回收率高，二次風(fēng)溫可達(dá)1150℃，多風(fēng)道噴煤嘴一次風(fēng)量較少，因此火焰溫度提高很多，出窯熟料溫度可達(dá)1400℃，使得窯口、冷卻帶、燒成帶、過(guò)度帶、分解帶甚至窯門罩、冷卻機(jī)的溫度水平遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)窯的相應(yīng)部位。
　　溫度提高不僅對(duì)耐火材料提出更高的耐火要求，而且溫度的提高加劇了窯料對(duì)耐火材料的化學(xué)侵蝕，用于傳統(tǒng)窯相應(yīng)部位的材料在預(yù)分解窯上壽命急劇下降。
　　(3) 窯的單位產(chǎn)量提高，窯筒轉(zhuǎn)速加快，加劇了耐火材料的應(yīng)力破碎。
　　預(yù)分解窯產(chǎn)量較之相同直徑的傳統(tǒng)窯提高2倍以上，窯的轉(zhuǎn)速達(dá)到3~4轉(zhuǎn)/分。窯筒高速運(yùn)轉(zhuǎn)不但機(jī)械應(yīng)力大為增加，由于窯襯每轉(zhuǎn)一周所受到的周期性溫差的頻率的增加使得造成熱沖擊的熱應(yīng)力破壞也同時(shí)加劇。因此預(yù)分解窯要求窯襯材料要有更高的整體穩(wěn)定性和抗熱震穩(wěn)定性。
　　(4) 窯直徑加大，保護(hù)性窯皮的穩(wěn)定性差
　　大型預(yù)分解窯的直徑增大，2000噸/日的窯直徑為4米，4000噸/日窯直徑為4.7米，又加之窯速加快，機(jī)械振動(dòng)加劇，因而作為高溫帶窯襯的保護(hù)性窯皮更易脫落，不易補(bǔ)掛，所以要求用于高溫帶耐火材料除有更耐高溫熟料侵蝕及熱震穩(wěn)定性，還需有更易粘掛窯皮的性能。
　　(5) 窯系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，要求高的節(jié)能效果
　　預(yù)分角窯由預(yù)熱系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)窯和冷卻機(jī)系統(tǒng)組成，結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)較傳統(tǒng)窯復(fù)雜。對(duì)耐火材料而言首先是磚型復(fù)雜，計(jì)有80~100種之多，這就要求耐火材料在生產(chǎn)、運(yùn)輸、保管、砌筑等環(huán)節(jié)加強(qiáng)管理，并且對(duì)磚型的設(shè)計(jì)要簡(jiǎn)單化、規(guī)范化、盡量減少特異型制品和簡(jiǎn)化施工，還需要研制各種功能的耐火澆注料用于形狀復(fù)雜的部位。
　　預(yù)熱器及冷卻機(jī)系統(tǒng)表面積很大，是預(yù)分解窯表面散熱損失的主體。為了降低能耗，必須采用多種隔熱材料與耐火材料組成復(fù)合襯里，達(dá)到降低裝備表面溫度的目的。
　　綜上所述，預(yù)分解窯由于堿、硫等揮發(fā)性組份的富集、窯溫提高、窯徑加大、窯速加快、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因，造成對(duì)耐火材料的化學(xué)侵蝕、高溫破壞、機(jī)構(gòu)應(yīng)力和熱應(yīng)力等綜合破碎效應(yīng)比傳統(tǒng)窯要大，再加之對(duì)窯襯提出更高的節(jié)能要求，因此必須針對(duì)預(yù)分解窯的各部位不同的要求研究制不同的新型材料。
　　2 我國(guó)預(yù)分解窯配套耐火材料的發(fā)展過(guò)程
　　我國(guó)水泥窯用耐火材料七十年代以前沒(méi)有形成專門的產(chǎn)業(yè)，使用冶金工業(yè)的普通粘土磚、高鋁磚。七十年代中后期，中國(guó)建材研究院為配合當(dāng)時(shí)水泥窯（傳統(tǒng)）增產(chǎn)、挖潛及長(zhǎng)期安全運(yùn)轉(zhuǎn)的要求，同時(shí)也為解決耐火材料供應(yīng)緊缺的問(wèn)題，研制了用于分解帶、過(guò)渡帶的磷酸鹽結(jié)合高鋁磚，用于冷卻帶的磷酸鹽耐磨磚，用于燒成帶的水玻璃結(jié)合鎂磚和聚磷酸鈉結(jié)合鎂磚以及普通鋁酸鹽耐火混凝土材料等，并同時(shí)形成生產(chǎn)線。這些材料在國(guó)內(nèi)推廣使用使得傳統(tǒng)窯的耐火材料消耗大為降低，收到了明顯效果。
　　八十年代初我國(guó)開(kāi)始引進(jìn)國(guó)外大型預(yù)分解水泥生產(chǎn)成套裝備，由于當(dāng)時(shí)我國(guó)沒(méi)有相應(yīng)的耐火材料品種的產(chǎn)品，只得全套進(jìn)口。預(yù)分解窯需用耐堿粘土質(zhì)、高鋁質(zhì)、鎂鉻質(zhì)、高強(qiáng)隔熱、硅酸鈣類、低水泥型高鋁、剛玉、耐堿澆注料、碳化硅復(fù)合制品等類材料。為了國(guó)家重點(diǎn)科技術(shù)攻關(guān)任務(wù)在“六五”、“七五” 、“八五” 、“九五” 的連續(xù)攻關(guān)工作中研制了數(shù)十個(gè)材料新品種，進(jìn)行了生產(chǎn)轉(zhuǎn)化，并與設(shè)計(jì)單位協(xié)作進(jìn)行了大量的配套應(yīng)用開(kāi)發(fā)研究工作。