傳統的冶煉(lian)電爐爐蓋要用約30種(zhong)異型磚約2900塊電(dian)爐頂耐火磚砌筑(zhu)而成，存在施工難度大、砌筑(zhu) 時長(chang)、變形嚴(yan)重、熱(re)穩定(ding)性差、能耗大等(deng)不足之處，針對傳統的(de)電(dian)爐蓋(gai)砌筑(zhu)高(gao)鋁磚已(yi)不能滿足高(gao)功率、超高(gao)功率電(dian)爐的(de)生產應(ying)用(yong)，成為(wei)制約生產的(de)“瓶頸”。現改(gai)用(yong)以(yi)高(gao)鋁質(zhi)AL2O3為主原料(liao)的(de)致密度高、抗熱震(zhen)性強、耐(nai)侵蝕性好(hao)(hao)的(de)澆注(zhu)型(xing)電爐(lu)蓋(gai)(gai)預(yu)制磚。按照(zhao)每個電爐(lu)蓋(gai)(gai)的(de)大小、厚薄和(he)形狀，將(jiang)爐(lu)蓋(gai)(gai)用高鋁質(zhi)澆注(zhu)料(liao)，以澆注(zhu)養護(hu)和(he)烘烤好(hao)(hao)之后再運到現(xian)場直接安(an)裝使用。實踐證(zheng)明(ming)這種依照(zhao)爐(lu)蓋(gai)(gai)的(de)總體尺寸和(he)形狀，采(cai)用耐(nai)火澆注(zhu)料(liao)以澆注(zhu)方式(shi)做成的(de)預(yu)制塊，不僅容易(yi)安(an)裝，而且(qie)整體性好(hao)(hao)，快捷高效。

一:爐蓋預制磚的熱應力分布

電(dian)爐生產工(gong)藝(yi)中，從通(tong)電(dian)開始到爐料全部熔清為(wei)止稱(cheng)為(wei)熔化(hua)期。熔化(hua)期爐料的熔化(hua)達3/4以 上，爐內(nei)熱量已(yi)不能被(bei)爐料遮蔽，此時爐內(nei)的電(dian)弧高溫區已(yi)連成一片，爐蓋完全暴露在熾(chi)熱的金屬熔(rong)液面(mian)前，承(cheng)受著最(zui)大的熱沖擊，爐蓋和(he)爐墻的損壞大多發生(sheng)在這一階段。因此本次分(fen)析截取熔(rong)化末期階段作為(wei)分(fen)析時段，且假定(ding)此時溫度載荷為(wei)穩態。

爐(lu)(lu)蓋(gai)(gai)與(yu)金屬(shu)熔(rong)液(ye)不直接接觸，在熔(rong)化末(mo)期(qi)金屬(shu)熔(rong)液(ye)產生(sheng)的(de)熱(re)量通過輻射(she)的(de)方式(shi)傳遞(di)給爐(lu)(lu)蓋(gai)(gai)內(nei)壁；外壁及(ji)暴露在空(kong)氣中，主要(yao)(yao)通過與(yu)空(kong)氣的(de)自(zi)然對流(liu)換(huan)熱(re)傳遞(di)熱(re)量，因此爐(lu)(lu)蓋(gai)(gai)的(de)熱(re)分(fen)析(xi)溫(wen)度(du)載荷及(ji)邊界條件主要(yao)(yao)涉及(ji)熱(re)輻射(she)和對流(liu)換(huan)熱(re)。分(fen)析(xi)過程(cheng)中將(jiang)爐(lu)(lu)蓋(gai)(gai)內(nei)壁的(de)熱(re)輻射(she)效應等效成為1750℃的(de)溫度(du)載荷，施加在整個爐(lu)蓋內壁；爐(lu)蓋與空氣的(de)自(zi)然(ran)對流(liu)，取(qu)空氣的(de)溫度(du)為25℃，與空氣的(de)對流換熱系數按(an)l0-3/(ts K )數值設定，最終(zhong)從熱分析儀可(ke)以看出，耐(nai)火磚砌筑(zhu)電爐(lu)(lu)蓋(gai)(gai)與(yu)澆(jiao)注料預制電爐(lu)(lu)蓋(gai)(gai)的溫(wen)(wen)度(du)等值，用耐(nai)火磚砌筑(zhu)電爐(lu)(lu)蓋(gai)(gai)與(yu)澆(jiao)鑄爐(lu)(lu)蓋(gai)(gai)預制塊電爐(lu)(lu)蓋(gai)(gai)的溫(wen)(wen)度(du)場變(bian)化較小，且最高溫(wen)(wen)度(du)都分布在爐(lu)(lu)蓋(gai)(gai)內(nei)壁離金(jin)屬熔液較近的部(bu)位，最低(di)溫(wen)(wen)度(du)分布在中心(xin)蓋(gai)(gai)與(yu)空氣對流換熱的部(bu)位。

從熱分析(xi)儀可以看(kan)出(chu)，爐蓋最大熱應力均分布(bu)在與(yu)金屬(shu)熔液垂直線的中心區內，壁邊緣或加 料孔內壁邊(bian)緣(yuan)以及爐蓋(gai)底部邊(bian)緣(yuan)處，最小應力均分布在(zai)中心蓋(gai)頂部，其熱應力壓強(qiang)平均水平均為3.5MPa左右(you)，遠(yuan)遠(yuan)低于AL2O3，材(cai)料的屈服應力，滿足(zu)使用(yong)(yong)要求(qiu)。因此采用(yong)(yong)澆鑄預制塊爐蓋的方(fang)案是可行(xing)的，并且能大(da)大(da)節省安裝時間和(he)降低勞動強度。

二：爐蓋(gai)預制磚的使(shi)用結(jie)論

（1）采用澆注料(liao)預制塊爐蓋與耐(nai)火磚(zhuan)砌筑爐蓋時(shi)的熱應力(li)水平相(xiang)差不大，但前(qian)者(zhe)節省了成本，安裝效率高。

（2）澆注(zhu)料預制塊制作的(de)(de)爐(lu)蓋(gai)，還(huan)需要(yao)注(zhu)意著幾點，在(zai)目(mu)前的(de)(de)實驗中(zhong)采用(yong)(yong)了與高鋁磚同等材質的(de)(de)高鋁澆注(zhu)料，但是在(zai)使(shi)用(yong)(yong)中(zhong)發現高鋁澆注(zhu)料制作的(de)(de)爐(lu)蓋(gai)，在(zai)抗(kang)金屬熔液濺渣(zha)侵(qin)蝕方面(mian)、爐(lu)蓋(gai)熱震穩定性(xing)方面(mian)、及抵抗(kang)煙(yan)氣中(zhong)CO侵蝕(shi)方面的(de)能力(li)比較欠(qian)缺。

（3）澆注(zhu)(zhu)料預(yu)制(zhi)爐蓋在電(dian)爐生產中的(de)使用(yong)(yong)，充分的(de)說明了在同等熱(re)應(ying)力分布下(xia)，使用(yong)(yong)成本(ben)要比采用(yong)(yong)高鋁磚砌筑的(de)低，并且在未來的(de)開發應(ying)用(yong)(yong)中，可以采用(yong)(yong)高檔(dang)材質(zhi)澆注(zhu)(zhu)料制(zhi)作電(dian)爐爐蓋磚。