为减少水泥窑的过度散热和安全运行隐患，采用工作层（硅莫砖，厚0.140 m）、保温层（轻质莫来石，厚0.035 m）、隔热层（含ZrO2的陶瓷纤维板，厚0.025 m）的3层复合设计方法，研究了低导热多层复合砖的保温层的结合界面方式和受力分析，并计算了该复合砖的综合热导率。结果表明：多层复合砖的工作层和保温层的结合界面采用正弦曲面结合方式，保温层和隔热层的结合界面采用135°坡形结合方式的设计，可使复合砖中间层（保温层）的应力集中较少；多层复合砖的综合热导率由原来使用非复合砖（即硅莫砖）的2.74 W·m-1·K-1降低到1.50 W·m-1·K-1。将该多层复合砖实际应用于水泥窑过渡带时，使水泥窑筒体外壳温度比采用非复合砖的降低了50~70 ℃。