爐蓋用耐火材料的發展趨勢是:磚一預制塊一整體澆筑。
(1)硅磚磚砌爐蓋。20世紀50年代電爐蓋使用硅磚砌筑,其相對密度為2.37~2.39,質輕價廉,具有良好的高溫結構強度和抗蠕變性能。全硅質爐蓋磚用于30t電爐,壽命約80次,用于100t大型電爐,壽命為25~35次。60年代后期,電爐煉鋼開始推廣吹氧技術,煉鋼操作進一步強化。這種酸性硅磚爐蓋不適應堿性冶煉,且冶煉溫度已高出硅磚的溫度,高溫下熔融后的SiOz產生連續性的熔滴現象,導致爐渣堿度降低,影響冶煉作業,因而開發使用了性能更好的高鋁磚。
(2)高鋁磚爐蓋。高鋁磚砌筑電爐爐蓋始于20世紀50年代末。當時采用高鋁磚爐蓋比硅磚爐蓋壽命提高4倍。燒成高鋁磚和磷酸鹽結合的不燒高鋁磚以及燒成莫來石磚或不燒磷酸鹽結合莫來石磚,它們的共性是抗熱震性優良。60年代初爐蓋的壽命已達200爐左右。
(3)采用高鋁磚砌筑爐蓋,特殊需要部位也用板狀剛玉磚,但價格昂貴,約為硅磚的10倍,高鋁磚的3~4倍。為減緩爐蓋熱應力破壞作用,采用燒成高鋁磚與不燒磷酸鹽結合高鋁磚相間砌筑取得良好的使用效果。有的在高功率(HP)電爐蓋,主要使用高鋁磚和化學結合鎂鉻磚綜合砌筑電爐蓋。超高功率(UHP)電爐蓋則使用莫來石剛玉磚,該磚主要特征是熱穩定性好,抗高溫荷載變形能力強,這正好滿足了爐蓋用耐火材料的要求,MK一80號莫來石剛玉磚,是以電熔剛玉和電熔莫來石顆粒強化結構的制品。用于50t超高功率電爐蓋上,冶煉不銹鋼和軸承鋼使用壽命比鎂鉻磚爐頂提高25%~35%。采用電熔剛玉和氧化硅合成原料生產的莫來石剛玉磚。用于電爐蓋中心部位,不用中修壽命可達180~220爐,比同期使用的鎂鉻磚壽命提高l~1.5倍。莫來石剛玉磚用于爐蓋三角區的壽命200~265爐,若用剛玉磚其壽命則可提高至300~350爐次。在使用過程中,莫來石剛玉磚在1600~1700℃高溫下與煙塵相互作用形成低熔點礦相導致耐火材料損毀。提高制品的性能宜采用高純原料,以增強直接、結合程度。
(4)整體澆筑爐蓋。20世紀60年代,我國電爐蓋三角區已運用了耐火預制塊,主要材質有剛玉質、鉻剛玉質、高鋁質、莫來石質等。耐火預制塊因整體性和抗侵蝕性較好,砌筑施工簡便、施工質量相對有保證,使電爐蓋整體質量有了很大提高。一般超高功率電爐蓋三角區采用剛玉(鉻剛玉)質預制件。太湖耐火材料公司生產的制品,主要采用電熔白剛玉或致密剛玉,臨界顆粒為5mm,以氧化鋁水泥作結合劑。為提高剛玉制品燒結性能,加入了一定量超細粉和外加劑。鉻剛玉制品則加入部分優質氧化鉻粉或鉻剛玉粉,以提高高溫使用過程中渣的黏度,減薄熔渣滲透層,改善制品的抗渣蝕性。太耐剛玉與鉻剛玉質預制塊用于超高功率電爐蓋三角區,壽命均在150爐左右。剛玉澆筑料的主要原料為剛玉,以電熔純鋁酸鈣水泥為結合劑。為提高澆筑料中溫強度和改善其流動性,加入部分a—A1203,超細粉,其比表面積為6.8㎡/g。為增加水泥的分散性,減少澆筑料加水量,加入有機減水劑,外加水量5.5%。經1500,5h煅燒的試樣,在顯微鏡下觀察制品組織結構致密,顆粒分布均勻,基質相中細顆粒周圍為微粉包圍,具有良好的耐堿蒸汽侵蝕性,抗剝落和足夠的中溫強度,該澆筑料用于超高功率電爐三角區,使用壽命為117爐,最短92爐,平均使用壽命103爐,達到了鋼廠的技術要求,取代了進口產品。