傳統的冶煉電爐爐蓋要用約30種異型磚約2900塊電爐頂耐火磚砌筑而成，存在施工難度大、砌筑 時長、變形嚴重、熱穩定性差、能耗大等不足之處，針對傳統的電爐蓋砌筑高鋁磚已不能滿足高功率、超高功率電爐的生產應用，成為制約生產的“瓶頸”。現改用以高鋁質AL2O3為主原料的致密度高、抗熱震性強、耐侵蝕性好的澆注型電爐蓋預制磚。按照每個電爐蓋的大小、厚薄和形狀，將爐蓋用高鋁質澆注料，以澆注養護和烘烤好之后再運到現場直接安裝使用。實踐證明這種依照爐蓋的總體尺寸和形狀，采用耐火澆注料以澆注方式做成的預制塊，不僅容易安裝，而且整體性好，快捷高效。

一:爐蓋預制磚的熱應力分布

電爐生產工藝中，從通電開始到爐料全部熔清為止稱為熔化期。熔化期爐料的熔化達3/4以 上，爐內熱量已不能被爐料遮蔽，此時爐內的電弧高溫區已連成一片，爐蓋完全暴露在熾熱的金屬熔液面前，承受著最大的熱沖擊，爐蓋和爐墻的損壞大多發生在這一階段。因此本次分析截取熔化末期階段作為分析時段，且假定此時溫度載荷為穩態。

爐蓋與金屬熔液不直接接觸，在熔化末期金屬熔液產生的熱量通過輻射的方式傳遞給爐蓋內壁；外壁及暴露在空氣中，主要通過與空氣的自然對流換熱傳遞熱量，因此爐蓋的熱分析溫度載荷及邊界條件主要涉及熱輻射和對流換熱。分析過程中將爐蓋內壁的熱輻射效應等效成為1750℃的溫度載荷，施加在整個爐蓋內壁；爐蓋與空氣的自然對流，取空氣的溫度為25℃，與空氣的對流換熱系數按l0-3/(ts K )數值設定，最終從熱分析儀可以看出，耐火磚砌筑電爐蓋與澆注料預制電爐蓋的溫度等值，用耐火磚砌筑電爐蓋與澆鑄爐蓋預制塊電爐蓋的溫度場變化較小，且最高溫度都分布在爐蓋內壁離金屬熔液較近的部位，最低溫度分布在中心蓋與空氣對流換熱的部位。

從熱分析儀可以看出，爐蓋最大熱應力均分布在與金屬熔液垂直線的中心區內，壁邊緣或加 料孔內壁邊緣以及爐蓋底部邊緣處，最小應力均分布在中心蓋頂部，其熱應力壓強平均水平均為3.5MPa左右，遠遠低于AL2O3，材料的屈服應力，滿足使用要求。因此采用澆鑄預制塊爐蓋的方案是可行的，并且能大大節省安裝時間和降低勞動強度。

二：爐蓋預制磚的使用結論

（1）采用澆注料預制塊爐蓋與耐火磚砌筑爐蓋時的熱應力水平相差不大，但前者節省了成本，安裝效率高。

（2）澆注料預制塊制作的爐蓋，還需要注意著幾點，在目前的實驗中采用了與高鋁磚同等材質的高鋁澆注料，但是在使用中發現高鋁澆注料制作的爐蓋，在抗金屬熔液濺渣侵蝕方面、爐蓋熱震穩定性方面、及抵抗煙氣中CO侵蝕方面的能力比較欠缺。

（3）澆注料預制爐蓋在電爐生產中的使用，充分的說明了在同等熱應力分布下，使用成本要比采用高鋁磚砌筑的低，并且在未來的開發應用中，可以采用高檔材質澆注料制作電爐爐蓋磚。