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。尤其是其三角區會比周圍部位較早損壞，往往也是因為三角區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。
三角區是爐頂的關鍵部位，工作環境最為惡劣，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，外圍上部相對而言為冷面，使用環境基本無異常。
上述復合卡位式爐頂預制件，技術關鍵點在于：三角區單獨預制，厚度（高度）較外圍部分高；三角區上部設有三點均勻分布的卡托，防止頻繁使用時脫落；三角區與外圍接觸的部分與垂直方向成3°~5°的夾角；三角區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、三角區容易提前脫落等問題；實現了電弧爐爐頂三角區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）
