軋鋼加熱爐節(jié)能降耗是工業(yè)發(fā)展中的必然趨勢。其中節(jié)能與窯襯耐火材料的技術進步、窯爐技術設計和施工密切相關。窯襯耐火材料在加熱爐中的節(jié)能作用是通過多種窯襯耐火材料與隔熱保溫材料組合，采用耐火絕熱一體化輕質耐火材料作為窯體結構材料，使窯體減少散熱損失和蓄熱損失達到節(jié)能目的。
典型的軋鋼加熱爐爐襯厚度一般為400~500 mm，以爐墻內表面溫度為1250℃和爐襯厚度為450 mm為例計算，爐襯結構分別為：爐襯結構Ⅰ為全重質耐火澆注料；爐襯結構Ⅱ為50 mm纖維板+400 mm澆注料的復合爐襯；爐襯結構Ⅲ為100 mm 纖維板+115 mm輕質粘土保溫磚+235 mm 澆注料的復合爐襯；爐襯Ⅳ為105 mm 纖維板+230 mm JM23 絕熱保溫磚+115 mm輕質莫來石耐火磚。
爐襯材料的計算熱導率按各自平均工作溫度下的熱導率取值。爐墻外壁的對流輻射綜合傳熱系數(shù)，取 15~20 W/(m2 ·K) [2]，爐墻外壁空氣溫度即車間溫度取值 25 ℃，計算結果如表1所示。由表1可知采用復合爐襯Ⅳ的爐墻散熱為采用全重質澆注料爐襯結構Ⅰ的8%左右。與爐襯結構Ⅰ相比，相同厚度的爐墻，爐襯結構Ⅱ在400 mm 厚的低水泥澆注料加貼50 mm 耐火纖維后，熱流密度大幅度下降，僅為 450 mm 全澆注料爐襯的 50%。國內許多加熱爐的節(jié)能改造方式為在原有爐襯加貼耐火纖維，即收到了較好的節(jié)能效果。
表1為1250℃軋鋼加熱爐爐墻的一維溫度場。可以看出軋鋼加熱爐4 種爐襯的爐墻外表面溫度分別為357，123，79和51℃。爐襯結構Ⅰ和爐襯結構Ⅱ的外表面爐墻溫度太高顯然不符合GB/T3486-93標準規(guī)定。目前軋鋼加熱爐的爐襯結構一般是復合爐襯Ⅲ即纖維、輕質磚和重質低水泥澆注料的復合爐襯結構。考慮到初始投資、使用壽命和節(jié)能的綜合效益，軋鋼加熱爐的爐襯結構 105 mm纖維板+230mm JM23絕熱保溫磚+115 mm 輕質莫來石耐火磚將具有更好的節(jié)能效果。
以1250℃軋鋼加熱爐為實例，分別設計了4 種爐襯耐火材料結構。通過對不同爐襯耐火材料結構組合的綜合傳熱系數(shù)、熱流密度和爐墻溫度場的傳熱學計算，給出了相應窯襯結構的熱導率改變對熱流密度和爐墻外表面溫度的影響，說明采用輕質絕熱耐火材料和耐火纖維的復合窯襯結構其爐墻熱流密度大大降低。