工業爐窯的節能問題一直是冶金企業的主要課題之一，為了降低爐體散熱，爐頂、爐墻大都采用輕重復合結構，即下部接觸火焰的工作襯用重質澆注料，上面再覆蓋一層輕質澆注料，但輕重復合結構在爐頂的使用中卻存在著嚴重的吊掛磚從界面處斷裂，從而造成重質料整體坍塌的事故隱患。針對此類事故產生的原因從三個方面進行分析。

板坯加熱爐的復合吊掛爐頂設計結構為200mm 的高溫加熱爐澆注料 ,容重2. 48t/m3，上部覆蓋150mm 厚的輕質澆注料，容重為1.3t/m3，吊掛磚截面為115mm ×115mm，吊掛磚的中心距為320mm。吊掛磚斷裂是受拉應力和剪應力共同作用的結果。剪應力為主應力造成的斷裂，斷口一般為45°角斷裂，拉應力為主應力斷裂時，斷口一般呈0°角斷裂，從錨固磚斷口情況看，斷口較平直，另外，爐頂膨脹縫較為完好，爐頂無明顯位移，故我們認為主要是拉應力作用的結果。吊掛磚斷面上所受的拉應力是從下往上分段遞增的。而且在重質料內的一段吊掛磚所受拉應力的增長速度最快，并在界面處達到最大，之后，在輕質層內的增速度減緩，吊掛磚界面處承受著約 85～90 %的爐頂應力。

1、復合吊掛爐頂的溫度分布特征分析  

復合吊掛爐頂的溫度經測量，爐頂上表面溫度為 120 ℃，爐頂內表面溫度按1350 ℃計算，界面處的溫度按傳熱學公式計算出的約為 1150 ℃，溫度在重質料層內總降低約15 % ，即爐頂隔熱作用主要靠的是上部的輕質澆注料，而在界面處的溫度依然很高。

2、吊掛磚的強度特征分析

吊掛磚的生產主要從兩點考慮 :一是耐火度，二是抗拉強度。吊掛磚的材質屬于硅酸鋁質耐火材料。耐火度均能滿足要求。吊掛磚從使用角度看，由于整個爐頂的重量都是在吊掛磚上部連接處上，故主要應考慮其抗拉強度。只要有足夠的常溫抗拉強度，就不會斷裂。吊掛磚的強度主要來自于耐火材料內物料粒子之間的陶瓷結合，這種陶瓷結合程度越高，則其強度越高，陶瓷結合主要是液相燒結的結果，即高溫下耐火材料中形成液相促進顆粒間的粘結及物質遷移，形成的液相越多，燒結程度越好，冷態時表現出的強度也就越高。從前面分析可知，吊掛磚界面處的溫度可達1150 ℃左右，此溫度下的吊掛磚中很可能會產生一定的液相 表現出較低的抗拉強度，而此處的吊掛磚卻承受著大部分的爐頂重量，因此很容易發生抗拉強度不夠，而造成斷裂。正因為如此，爐頂吊掛磚斷裂要么從絞接處斷裂，要么從雙層復合的界面處斷裂，前者是由于吊掛磚冷態強度，后者則是由于高溫抗拉強度不夠。當吊掛磚斷裂數量達到一定程度時，就會造成爐頂的局部坍塌或整體坍塌。