電弧爐爐頂是電弧爐的重要元件，在冶煉過程中工作條件十分惡劣。例如，持續(xù)高溫、機械振動、急冷急熱、熔渣侵蝕、粉塵顆粒沖刷、酸性氣體腐蝕等，都對其造成損壞。尤其是其三角區(qū)會比周圍部位較早損壞，往往也是因為三角區(qū)耐材使用到了極限才造成爐頂耐材的整體下線。如果使用一種材料制作爐頂，在三角區(qū)損壞之后已經影響到整個爐頂使用時，提前下線，其外圍部分的耐材就會造成浪費。因此，在這種情況下，復合電爐頂應運而生。即，三角區(qū)部位用純度高的材料，外圍部分用稍低檔次材料復合制造。這樣，爐頂三角區(qū)與外圍壽命就可同步了。但是，這種復合爐頂在制作工藝上又存在著很大的難點：當以兩種以上的材料制作爐頂預制件時，在成型時要么高檔材料與低檔材料容易摻雜，降低了三角區(qū)耐材的檔次，從而得不到預想的效果；要么高檔材料與低檔材料之間的界面處理不好，導致界面處兩種材料分層、裂紋、脫落等。這兩種情況都制約了復合爐頂預制件的使用壽命。

　　為解決上述復合爐頂預制件制造難點，榮大公司設計研發(fā)了一種帶卡位式的復合爐頂結構，從而滿足多種檔次材料的混合預制。

　　三角區(qū)是爐頂的關鍵部位，工作環(huán)境最為惡劣，必須要保證材料有較高的純度，所以要求此件需要單獨提前預制。待成型養(yǎng)護到期后脫模，等預制件獲得足夠的強度后再在其周圍澆注外圍部分；外圍部分根據使用環(huán)境和易損程度又分為外圍下部和外圍上部兩個部分，外圍下部是熱面，接近鋼液面，材料檔次僅次于中心三角區(qū)，外圍上部相對而言為冷面，使用環(huán)境基本無異常。

　　上述復合卡位式爐頂預制件，技術關鍵點在于：三角區(qū)單獨預制，厚度（高度）較外圍部分高；三角區(qū)上部設有三點均勻分布的卡托，防止頻繁使用時脫落；三角區(qū)與外圍接觸的部分與垂直方向成3°~5°的夾角；三角區(qū)與外圍接觸面上均勻分布了若干個防止脫落的輔助卡位孔；卡位孔與水平方向成5°的夾角且向上傾斜；外圍料分為上部和下部，為同批、一次性澆注成型。技術優(yōu)點在于：在保證爐頂預制件使用壽命的同時，有效降低電弧爐爐頂對高能耗、高污染途徑制備原料的依賴性，降低爐頂預制件的成本；有效解決了電弧爐爐頂預制件復合結構不緊密、三角區(qū)容易提前脫落等問題；實現了電弧爐爐頂三角區(qū)與外圍部分壽命同步的設想。

圖一 卡位復合式電爐爐頂預制成品

圖二 正在使用的卡位復合式電爐爐頂預制件

圖三 卡位復合式電爐爐頂三角區(qū)形貌示意圖

圖四 卡位復合式電爐爐頂外圍成型后示意圖

（北京聯合榮大工程材料股份有限公司專家組）