在20世纪60年代时期，采用直接结合的方法制备的镁铬砖具有良好的各项性能，成功的替代了采用硅酸盐结合制备的镁铬砖，在水泥窑的烧成带上大面积的应用。
但是，直接结合的镁铬砖中也有一些问题存在：
(1)镁铬砖在水泥窑的烧成带上会和水泥熟料反应，产生低熔物质，比如：在℃时，会生成C12A7，在℃时，会生成C4AF，在℃时，会生成CMS，在℃时，会生成C3MS2，而且这些低熔点矿物相会渗透到耐火砖的深处，致使在耐火砖的表层不容易形成较厚的窑皮层。从而导致耐火砖的耐化学腐蚀能力变差，应用时间变短。
(2)水泥回转窑窑内处于氧化气氛当中时，三价Cr3+氧化生成六价Cr6+。随后，镁铬砖会被硫酸盐严重腐蚀，从而将Cr6+的化合物转变为水溶性的物质，这些含有六价铬离子的物质会跟随着用后耐火砖和废气排放等途径排放到外面。众所周知，六价Cr6+的化合物含有剧毒，会严重污染环境，对生物造成严重的危害，甚至致癌。
(3)水泥回转窑窑内处于还原气氛当中时，CO可以与镁铬砖中的镁铬铁矿发生还原反应，生成镁方铁矿。而且假设水泥回转窑窑体内部的还原气氛转化为氧化气氛，会导致耐火砖砖体的内部结构完全解体，减少耐火砖的使用时间。
(4)应用镁铬砖的水泥窑的窑皮成分大多为硫酸二钙，窑体冷却的时候，β-C2S变为γ-C2S，导致窑皮成粉末状，最终剥落，缩短了镁铬质砖的应用时间。
随着环保政策的加强，人们的环保意识也在不断地提升。其在全世界范围内被要求停止使用，针对此现状，提出了无铬化这一新的想法。尽管水泥窑用耐火材料的无铬化已经提出很多年，但是现在可以取代镁铬砖的无铬耐火砖依然没有研发出来。一些耐火材料行业的研究人员，为了达到材料的循环再应用、降低有害气体的排放量、延长使用时间等目的，始终改变着镁铬砖的各项性能：
(1)要求使用的镁铬砖中铬的含量低；
(2)使用后的镁铬砖循环再应用，二次尖晶石的结晶会在表面上形成，从而增强了浇注料的强度[3吣减少了镁铬砖废砖的排放量，减轻了环境污染的程度；
(3)采用FeS04、MnS04等比较强的还原性物质，与用后的镁铬砖发生还原反应，将有剧毒的Cr^转化成没有毒性的耐火材料，似是这种还原方法不但成本较高、合成的工艺也很复杂，不能实现投入到大面积的工业化生产中；
(4)通过往镁铬砖里面加入添加剂，例如：纳米Fe2O3、Al2O3、ZrO2等，能够增强镁铬砖砖体的各项高温性能、提高材料的结合能、促进烧结、降低了镁铬砖砖体的显气孔率。