提高加熱(re)(re)爐(lu)(lu)的(de)(de)使用壽命是(shi)軋鋼生產經(jing)營永久的(de)(de)追求，在(zai)分析爐(lu)(lu)頂(ding)(ding)損壞機理(li)的(de)(de)基礎(chu)上。實現長效運營。加熱(re)(re)爐(lu)(lu)爐(lu)(lu)頂(ding)(ding)結構主要是(shi)指爐(lu)(lu)頂(ding)(ding)耐火澆注料結構(包(bao)括爐頂隔熱(re)層)及其吊掛錨(mao)固磚(zhuan)和供熱部分(fen)，它是(shi)影響爐(lu)頂(ding)壽(shou)命長(chang)短的重(zhong)要因素。合理的爐(lu)頂(ding)結構可以延(yan)長(chang)爐(lu)頂(ding)壽(shou)命改善作業條件(jian)，降(jiang)低爐(lu)子消(xiao)耗，爐(lu)頂(ding)作為(wei)整(zheng)個爐(lu)體的高溫區，也是(shi)耐火(huo)材料最易損壞的區域。
1加熱爐(lu)爐(lu)頂結構(gou)問題(ti)的提出
1.1爐(lu)頂錨固磚的(de)吊掛
原(yuan)設(she)計(ji)的爐頂錨固(gu)(gu)磚吊(diao)掛件為鑄件，掛在(zai)小工(gong)字(zi)鋼(gang)上，這種(zhong)結(jie)構(gou)使錨固(gu)(gu)磚的自(zi)由(you)度小，容易造成爐頂耐火材料的應(ying)力集(ji)中，卡斷錨固(gu)(gu)磚。目前，使用的爐頂錨固(gu)(gu)磚吊(diao)掛做了兩處修改(gai)，一是將小工(gong)字(zi)鋼(gang)改(gai)為φ60mm X6mm 的(de)鋼(gang)(gang)管，錨固(gu)鉤勾(gou)在鋼(gang)(gang)管上可(ke)以(yi)轉動，可(ke)適當調節來(lai)自爐頂耐火澆注料的(de)應力；二是將原(yuan)有的(de)吊掛鉤鑄件改為不(bu)銹鋼(gang)(gang)圓鋼(gang)(gang)彎制而成，使錨固(gu)磚(zhuan)在錨固(gu)鉤上有較大的(de)活(huo)動余量。
1.2爐(lu)頂隔(ge)墻采用預制塊結構
爐頂隔墻在(zai)加(jia)熱爐用耐(nai)火(huo)材料中是(shi)個薄弱環(huan)節，它體(ti)積小(xiao)，雙面受(shou)熱，所處環(huan)境條件惡劣，易損壞，而且修補(bu)也困難。如果(guo)采(cai)取(qu)現場(chang)澆注(zhu)，烘爐時難以(yi)保證(zheng)此部位(wei)的水分(fen)均勻排除，從(cong)而影響(xiang)隔墻壽命。而采(cai)用高溫燒成(cheng)、技術含量高的預制(zhi)塊時，則很好地解(jie)決了這(zhe)一問(wen)題。即用8組(zu)共l6塊 (每組2塊 )預(yu)制塊代替原有現場澆注的(de)隔(ge)墻。隔(ge)墻預(yu)制塊是以水冷卻管（管臂上焊接錨固鉤）作為骨架，并在隔(ge)墻與爐頂(ding)之間、隔(ge)墻預(yu)制塊與預(yu)制塊之間粘貼10mm厚的(de)(de)高鋁纖維(wei)氈，起到膨脹縫的(de)(de)作用，以(yi)消除應力。采用預(yu)制塊的(de)(de)主要(yao)優點(dian)是：施工和維(wei)修方便；由于(yu)已高溫燒(shao)成，因(yin)此，對烘烤的(de)(de)要(yao)求不高，可縮短烘爐時間。
2合(he)理選擇耐火材料
作為加熱(re)爐用耐火材(cai)料(liao)應滿足以(yi)下四個方(fang)面的要(yao)求：安全可靠 、經濟長(chang)壽、保溫節能 、結構輕化。根據該加熱爐(lu)的使(shi)用情況和使(shi)用部位，綜(zong)合(he)(he)考慮耐(nai)火(huo)(huo)材料的鋁含量、耐(nai)壓強度、熱振穩定(ding)性、線膨脹(zhang)系數(shu)、導熱系數(shu)、荷重軟化溫度和高(gao)溫體積穩定(ding)性等主要理化指標，合(he)(he)理選用適合(he)(he)該加熱爐(lu)爐(lu)頂使(shi)用的各種耐(nai)火(huo)(huo)材料。
2.1 爐(lu)頂重質工作層用耐火(huo)澆注料
爐頂(ding)的(de)工作層受高(gao)溫(wen)氣流(liu)沖刷和(he)熱應力等因(yin)素影(ying)響，特別(bie)是加熱段前部和(he)均熱段的(de)爐頂(ding)容易損壞，是整個爐頂的(de)(de)薄弱環節。作(zuo)為工作(zuo)層用耐火(huo)材料。主要考(kao)慮材料的(de)(de)使用溫(wen)度(du)應(ying)在(zai) 1400℃以上。熱震穩定性好(hao)，高溫下微(wei)膨(peng)脹和強度較高等。在(zai)加熱爐常用的AL2O3·SiO2系(xi)耐(nai)火材料中，隨著氧(yang)化鋁含(han)量(55％～65％)的(de)增加，材(cai)料(liao)的(de)體積密度(du)增加，使用(yong)溫度(du)提(ti)高 而熱(re)震穩(wen)定性(xing)有一個(ge)最(zui)佳區域。為此，選用(yong)了牌號為GD-65 的(de)高(gao)性(xing)能低(di)水泥澆(jiao)注(zhu)料。這種澆(jiao)注(zhu)料不僅具有(you)(you)(you)施工(gong)性(xing)能好、體積密度(du)(du)適中、熱震穩定(ding)性(xing)好、體積穩定(ding)性(xing)好、致(zhi)密度(du)(du)高(gao)等優(you)點，而且由(you)于超微粉材料具有(you)(you)(you)極高(gao)的(de)表(biao)面能，能使(shi)澆(jiao)注(zhu)料形成凝聚結合。并在中溫(wen)下就開始固(gu)相(xiang)燒(shao)結，從(cong)而使(shi)澆(jiao)注(zhu)料具有(you)(you)(you)極高(gao)的(de)低(di)溫(wen)強度(du)(du)和中高(gao)溫(wen)強度(du)(du)，特別(bie)是在800～1200℃的(de)范圍 內。澆(jiao)注(zhu)料(liao)的(de)強(qiang)度(du)(du)隨著溫度(du)(du)的(de)升高(gao)而增加(jia)。不存(cun)在(zai)普通(tong)澆(jiao)注(zhu)料(liao)在(zai)此(ci)溫度(du)(du)范圍內的(de)強(qiang)度(du)(du)低谷(gu)區問(wen)題。
2.2爐頂(ding)錨(mao)固磚 (吊掛磚(zhuan) )
大型(xing)步進式加(jia)熱爐的爐頂中大約有3600多個(ge)吊(diao)(diao)(diao)點，因(yin)(yin)此。在施(shi)工中(zhong)很難保證每個(ge)吊(diao)(diao)(diao)點均(jun)勻受(shou)力。同(tong)時，若少數(shu)(shu)吊(diao)(diao)(diao)掛(gua)(gua)磚(zhuan)質(zhi)量(liang)不好，抗拉(la)強度(du)(du)(du)低，在使用過(guo)程中(zhong)由(you)于溫度(du)(du)(du)急劇變(bian)化就(jiu)會(hui)造 成(cheng)某些吊(diao)(diao)(diao)掛(gua)(gua)磚(zhuan)被破壞。當(dang)某些吊(diao)(diao)(diao)掛(gua)(gua)磚(zhuan)受(shou)力超過(guo)其抗拉(la)強度(du)(du)(du)時。該吊(diao)(diao)(diao)掛(gua)(gua)磚(zhuan)就(jiu)會(hui)斷裂(lie)。失去作用從而(er)(er)使相(xiang)鄰的(de)吊(diao)(diao)(diao)掛(gua)(gua)磚(zhuan)受(shou)力增(zeng)大(da)，有可能出現連續破壞的(de)結果，此時整體(ti)吊(diao)(diao)(diao)掛(gua)(gua)爐(lu)(lu)(lu)頂(ding)(ding)就(jiu)會(hui)發生(sheng)(sheng)突(tu)然塌落(luo)。另外，加熱(re)爐(lu)(lu)(lu)在整體(ti)施(shi)工完畢，剛開始烘爐(lu)(lu)(lu)升(sheng)(sheng)溫時，由(you)于爐(lu)(lu)(lu)頂(ding)(ding)下(xia)(xia)部溫度(du)(du)(du)較高，澆注料快速脫水(shui)，此時下(xia)(xia)部不但不因(yin)(yin)溫度(du)(du)(du)上升(sheng)(sheng)而(er)(er)膨(peng)(peng)脹，反而(er)(er)表現為收縮，爐(lu)(lu)(lu)頂(ding)(ding)呈向上凸起的(de)變(bian)化，同(tong)時頂(ding)(ding)內出現大(da)的(de)熱(re)應(ying)力。這種(zhong)變(bian)形(xing)將使膨(peng)(peng)脹縫附近的(de)吊(diao)(diao)(diao)掛(gua)(gua)磚(zhuan)拉(la)力增(zeng)大(da)數(shu)(shu)倍。而(er)(er)膨(peng)(peng)脹縫中(zhong)間的(de)吊(diao)(diao)(diao)掛(gua)(gua)磚(zhuan)產生(sheng)(sheng)卸荷效(xiao)應(ying)。同(tong)樣道理，正常生(sheng)(sheng)產時在穩定溫度(du)(du)(du)下(xia)(xia)， 這種(zhong)爐(lu)(lu)(lu)頂(ding)(ding)變(bian)形(xing)呈下(xia)(xia)凹狀態，結果使膨(peng)(peng)脹縫之間中(zhong)部吊(diao)(diao)(diao)點拉(la)力增(zeng)大(da)數(shu)(shu)倍。爐(lu)(lu)(lu)體(ti)在急冷急熱(re)狀態下(xia)(xia)，由(you)于熱(re)沖擊而(er)(er)產生(sheng)(sheng)的(de)熱(re) 應(ying)力可達(da)3MPa，吊掛(gua)磚是這(zhe)一熱(re)應力的(de)集中點(dian)(dian)。熱(re)應力值超(chao)過材(cai)料(liao)的(de)抗(kang)拉強度時。則磚體破裂損壞。因此，選錨固磚材(cai)料(liao)時要選用質量好(hao)、強度適中的(de)錨同磚，施工(gong)時盡可能保證各(ge)個吊點(dian)(dian)受力均勻。
2.3爐頂(ding)供熱燒嘴磚
平(ping)焰燒嘴(zui)的(de)(de)圓盤形平(ping)火(huo)焰是依靠著火(huo)后氣(qi)流的(de)(de)旋流，配合燒嘴(zui)磚(zhuan)的(de)(de)喇叭形的(de)(de)通(tong)道產生(sheng)的(de)(de)附壁效(xiao)應原理而產(chan)生的(de)(de)。燒(shao)嘴磚內形成的(de)(de)負壓區使平焰氣流產(chan)生回流，起著連續點火與穩定燃燒(shao)的(de)(de)作(zuo)用。因此燒(shao)嘴磚處于連續的(de)(de)高溫(wen)環境中，在運行中的(de)(de)溫(wen)度高達1600℃，使用溫度高(gao)，而且還承受高(gao)溫氣流沖(chong)刷，損壞速度快，更換(huan)頻(pin)繁(fan)。目前，加熱爐(lu)燒嘴磚多為高(gao)鋁(lv)質低水泥結(jie)合體系(xi)材料，使用壽命一般約3年。高鋁質(zhi)燒嘴磚(zhuan)損(sun)壞原因主要(yao)是由于(yu)所用材(cai)料抗熱(re)振(zhen)性 不足，在使(shi)用中由于(yu)溫度波動易產(chan)生(sheng)裂(lie)紋，加熱(re)爐內的高溫煙氣順著裂(lie)紋向內部侵蝕使(shi)裂(lie)紋逐漸增寬(kuan)加深，加速破(po)壞燒嘴磚(zhuan)的結構直(zhi)至(zhi)被(bei)徹底損(sun)壞。要(yao)延長燒嘴磚(zhuan)的使(shi)用壽命，必須提高材(cai)料的抗熱(re)振(zhen)性。
因(yin)為燒嘴磚(zhuan)是最易被損(sun)壞的(de)地方，在一定程(cheng)度(du)上影(ying)響(xiang)爐頂(ding)的(de)整體壽命(ming)，因(yin)此，在選燒嘴磚(zhuan)材質時力求熱振(zhen)穩定性(xing)好、耐高溫(wen)、耐沖刷的(de)材料(liao)，并嚴格(ge)要求廠家保證預制后的(de)燒嘴磚(zhuan)的(de)質量 。