軋鋼用加熱爐是三段連續(xù)梁底組合步進(jìn)式加熱爐,，進(jìn)出料方式為端進(jìn)側(cè)出。爐內(nèi)靠近裝料側(cè)為步進(jìn)梁結(jié)構(gòu),，靠近出料側(cè)為步進(jìn)床結(jié)構(gòu),。加熱爐爐頂為同一水平標(biāo)高的平頂整體澆注、爐頂平焰燒嘴集中供熱結(jié)構(gòu),，中部有一道隔墻將爐膛分為高,、低兩個(gè)單獨(dú)的溫度控制區(qū)。爐頂上分6組供熱,，布置了124個(gè)平焰燒嘴,，下加熱端墻及兩側(cè)墻各布置4個(gè)亞高速燒嘴。
該加熱爐爐頂作為整個(gè)爐體的高溫區(qū),，也是耐火材料最易損壞的區(qū)域,，要想提高爐子的整體使用壽命,、減少爐子的檢修次數(shù)，關(guān)鍵是延長(zhǎng)爐頂壽命,，在分析了爐頂損壞機(jī)理的基礎(chǔ)上,，作出技術(shù)的調(diào)整。
加熱爐爐頂結(jié)構(gòu)主要是指爐頂耐火材料結(jié)構(gòu)（包括爐頂隔熱層）及其吊掛機(jī)構(gòu)和供熱部分,，它是影響爐頂壽命長(zhǎng)短的重要因素,。合理的爐頂結(jié)構(gòu)可以延長(zhǎng)爐頂壽命，改善作業(yè)條件,，降低爐子消耗,。
一：合理的爐頂結(jié)構(gòu)
現(xiàn)行階段在大型步進(jìn)式加熱爐中爐頂結(jié)構(gòu)幾乎全部被吊掛式平頂結(jié)構(gòu)所代替，吊掛式平頂結(jié)構(gòu)是屬于平頂澆注料整體澆注,、爐頂平焰燒嘴集中供熱結(jié)構(gòu),，中部有一道隔墻將爐膛為高、低兩個(gè)單獨(dú)的溫度控制區(qū),，這種結(jié)構(gòu)主要是以支模,、澆注、養(yǎng)生,、脫模為主要工藝流程,。它的優(yōu)點(diǎn)是整體性、氣密性和穩(wěn)定性好,，非常適合大型步進(jìn)式加熱爐的特點(diǎn),。
作為加熱爐用耐火材料應(yīng)滿足以下四個(gè)方面的要求：安全可靠、經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)壽,、保溫節(jié)能,、結(jié)構(gòu)輕化。根據(jù)該加熱爐的使用情況和使用部位,，綜合考慮耐火材料的鋁含量,、耐壓強(qiáng)度、熱振穩(wěn)定性,、線膨脹系數(shù),、導(dǎo)熱系數(shù)、荷重軟化溫度和高溫體積穩(wěn)定性等主要理化指標(biāo),，合理選用適合該加熱爐爐頂?shù)母鞣N耐火材料,。
1.1：爐頂重質(zhì)工作層用耐火澆注料
爐頂?shù)墓ぷ鲗邮芨邷貧饬鳑_刷和熱應(yīng)力等因素影響，特別是加熱段前部和均熱段的爐頂容易損壞,，是整個(gè)爐頂?shù)谋∪醐h(huán)節(jié),。作為工作層用耐火材料，主要考慮材料的使用溫度應(yīng)在1300℃以上,，熱震穩(wěn)定性好,，高溫下微膨脹和強(qiáng)度較高等,。在加熱爐常用的AL2O3-SiO2系耐火材料中，隨著氧化鋁含量（55%~65%）的增加,，材料的體積密度增加,，使用溫度提高，而熱震穩(wěn)定性有一個(gè)最佳區(qū)域,。為此,，選用了牌號(hào)為JD-65(鄭州駒達(dá)耐材)的高性能低水泥澆注料，這種澆注料不僅具有施工性好,、體積密度適中,、熱震穩(wěn)定性好、體積密度高等優(yōu)點(diǎn),，而且由于超微粉材料具有極高的表面能,，能使?jié)沧⒘闲纬赡劢Y(jié)合，并在中溫下就開(kāi)始固相燒結(jié),，從而使?jié)沧⒘暇哂袠O高的低溫強(qiáng)度和中高溫強(qiáng)度,，特別是在800~1200℃的范圍內(nèi)，澆注料的強(qiáng)度隨著溫度的升高而增加,，不存在普通澆注料在此溫度范圍內(nèi)的強(qiáng)度低谷區(qū)問(wèn)題,，其具體理化性能指標(biāo)見(jiàn)下表1
1.2 爐頂輕質(zhì)隔熱層用輕質(zhì)澆注料
隔熱層用耐火澆注料要求體積密度小，導(dǎo)熱系數(shù)低,，保溫性能好,，考慮到隔熱層的使用溫度，在耐火材料的使用溫度允許條件下,，盡可能選用體積密度低的澆注料，綜合考慮耐火材料的各種性能,，選用了牌號(hào)為JDQ-1.0（鄭州駒達(dá)耐材）的輕質(zhì)保溫澆注料,，這種澆注料具有強(qiáng)度高，導(dǎo)熱率低,、保溫性能好,、燒后的永久線變化率收縮小、施工方便的優(yōu)點(diǎn),。其具體理化性能指標(biāo)見(jiàn)下表
1.3爐頂錨固磚（吊掛磚）
在大型步進(jìn)式加熱爐的爐頂中有很多個(gè)吊點(diǎn),，因此，在施工中很難保證每個(gè)吊點(diǎn)均勻手里,。同時(shí),，若少數(shù)吊掛磚質(zhì)量不好，拉伸強(qiáng)度低,，在使用過(guò)程中由于溫度急劇變化就會(huì)造成某些吊掛磚被破壞,。當(dāng)某些吊掛磚受力超過(guò)其抗拉強(qiáng)度時(shí),，該吊掛磚就會(huì)斷裂，失去作用從而使相鄰的吊掛磚受力增大,、有可能出現(xiàn)連續(xù)破壞的結(jié)果,，此時(shí)整體吊掛爐頂就會(huì)發(fā)生突然塌落。
另外,，加熱爐在整體施工完畢,，剛開(kāi)始烘爐升溫時(shí)，由于頂下部溫度較高,，澆注料快速脫水,，此時(shí)下部不但不因溫度上升而膨脹，反而表現(xiàn)為收縮,，爐頂向上凸起的變化,，同時(shí)頂內(nèi)出現(xiàn)大的熱應(yīng)力，這種變形將使膨脹縫附件的吊掛磚拉力增大數(shù)倍,，而膨脹縫中間的吊掛磚產(chǎn)生卸荷效應(yīng),。同樣道理，正常生產(chǎn)時(shí)在穩(wěn)定溫度下,，這種爐頂變形呈下凹狀態(tài),，結(jié)果使膨脹縫之間中部吊點(diǎn)拉力增大數(shù)倍。爐體在急冷急熱狀態(tài)下,，由于熱沖擊而產(chǎn)生的的熱應(yīng)力可達(dá)3MPa,，吊掛磚是這一熱應(yīng)力的集中點(diǎn)，熱應(yīng)力值超過(guò)材料的抗拉強(qiáng)度時(shí),，則磚體破裂損壞,。因此，選錨固磚材料是要選用質(zhì)量好,、強(qiáng)度適中的錨固磚,。施工時(shí)盡可能保證各個(gè)吊點(diǎn)受力均勻，生產(chǎn)中和檢修時(shí)力求避免急劇升,、降溫,。一般設(shè)計(jì)單位對(duì)錨固磚的抗拉強(qiáng)度要求大于或等于6MPa，普通錨固磚的這項(xiàng)指標(biāo)旺旺達(dá)不到,，因此在使用中爐頂某個(gè)部位的熱應(yīng)力偏大時(shí),，很可能由于抗拉強(qiáng)度偏低而承受不住爐頂?shù)闹亓Χ霈F(xiàn)坍塌事故。
要使?fàn)t頂耐火材料得到預(yù)期的效果出設(shè)計(jì)合理及材料本身質(zhì)量好外,，施工的方案和質(zhì)量也是重要因素,。對(duì)于大型步進(jìn)式加熱爐而言，同樣的耐火材料,，施工方案和質(zhì)量不同,，所得到的爐頂壽命的差別是很大的,。