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、低兩個單獨的溫度控制區(qū)。爐頂上分6組供熱，布置了124個平焰燒嘴，下加熱端墻及兩側(cè)墻各布置4個亞高速燒嘴。
該加熱爐爐頂作為整個爐體的高溫區(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短的重要因素。合理的爐頂結(jié)構(gòu)可以延長爐頂壽命，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、低兩個單獨的溫度控制區(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。
作為加熱爐用耐火材料應(yīng)滿足以下四個方面的要求：安全可靠、經(jīng)濟(jì)長壽、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)定性有一個最佳區(qū)域。為此，選用了牌號為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，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)問題，其具體理化性能指標(biāo)見下表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。其具體理化性能指標(biāo)見下表
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吊點，因此，在施工中很難保證每個吊點均勻手里。同時，若少數(shù)吊掛磚質(zhì)量不好，拉伸強(qiáng)度低，在使用過程中由于溫度急劇變化就會造成某些吊掛磚被破壞。當(dāng)某些吊掛磚受力超過其抗拉強(qiáng)度時，該吊掛磚就會斷裂，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，此時整體吊掛爐頂就會發(fā)生突然塌落。
另外，加熱爐在整體施工完畢，剛開始烘爐升溫時，由于頂下部溫度較高，澆注料快速脫水，此時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，熱應(yīng)力值超過材料的抗拉強(qiáng)度時，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。施工時盡可能保證各個吊點受力均勻，生產(chǎn)中和檢修時力求避免急劇升、降溫。一般設(shè)計單位對錨固磚的抗拉強(qiáng)度要求大于或等于6MPa，普通錨固磚的這項指標(biāo)旺旺達(dá)不到，因此在使用中爐頂某個部位的熱應(yīng)力偏大時，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。