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滑板性质和性能指标

作者:admin 发布日期: 2019-12-11 二维码分享

铝炭和铝锆炭滑板

滑动水口是连续铸钢过程中的关键装置,滑板是滑动水口装置的核心部件,使用条件苛刻,在性能指标、尺寸和加工精度、质量稳定性等方面都有着非常高的要求。滑板材质的选择和组成的设计是影响滑板性能及使用效果.基本的因素,为提高滑板的使用安全可靠性和使用次数,滑板的材质从其开始被应用一直在优化和发展中。

滑板在使用过程中苛刻条件是:被钢液冲蚀、渣蚀(化学侵蚀和氧化)、热冲击、滑动磨损等;影响滑板使用寿命的因素有:浇注钢种、操作条件、滑动水口结构、材质、性能指标等。依据滑板的损毁形式,与相应性能的对应关系为:滑动面磨损(荒面)——造成原因是表面氧化,强度衰减,磨损,抑制措施为提高抗氧化性,提高强度,组织致密化;扩径——提高抗冲蚀能力,组织致密化、低SiO2含量;铸孔边缘蚀损,放射状裂纹——降低膨胀系数,降低弹性模量。对滑板的性能要求是高热态强度、抗磨损性、抗渣性、抗剥落性,滑板材质的改进变化,相应于对这些相关性能的提高。

.初使用的滑板为陶瓷结合的高温烧成高铝质滑板或镁质滑板,并经焦油或沥青一次或多次浸渍后使用。其使用寿命不是很高,主要是材料的抗热震性和抗侵蚀性都不适应严酷的使用条件。镁质烧成滑板抗侵蚀性虽优于高铝质滑板,但抗剥落性差,且使用过程中还会变的更差,抗侵蚀性在使用过程中也逐渐变差。高铝滑板主要以烧结氧化铝为原料,高温烧成和沥青浸渍,以90%氧化铝含量的材料侵蚀及抗剥落较均衡。镁质烧成滑板通常含85%~95%MgO,加有少量Al2O3或尖晶石,以改善抗剥落性,适合于钙处理钢,抗热震性差,只适合作小滑板,难以用于大钢包。尔后发展的是铝炭质和铝锆质滑板,按处理温度不同,有不烧铝炭质(500以下),烧成铝炭质滑板(1000℃以上)。与烧成滑板相比,不烧滑板含有金属铝,有较高的热态强度和抗侵蚀性,但缺点是冷态强度低、高温体积不稳定、较低的抗剥落性,这些缺点使之不能用于制作大滑板。烧成滑板经高温烧成,树脂碳化形成碳结合,添加的金属结合和反应烧结形成碳化物结合,性能优异,大尺寸规格的滑板主要采用烧成滑板。铝炭质滑板较之高铝滑板在使用中不仅消除了后者由于浸油而造成的现场使用时冒出有害烟气的缺点,而且具有明显优异的抗热震性、抗剥落性和抗侵蚀性,特别是尺寸较小的电炉、中间包用滑板显示了明显高的使用寿命。在实际应用中迅速取代了高铝质,成为滑板材料的主流,当前90%为铝炭和铝锆炭质滑板。铝锆炭质滑板是在铝炭滑板基础上引入氧化锆,提高滑板性能。这种滑板引入低膨胀系数的锆莫来石骨料,改善了抗热震性和耐侵蚀性。此外,还可以用电熔锆刚玉或氧化锆为原料引入氧化锆,进一步提高滑板性能,但成本和售价也相应提高。表15-1中列出了一些铝炭质滑板的基本性能指标。依使用条件不同(钢包大小、浇铸条件等),选择不同类型和大小的滑板,小型钢包采用档次较低的不烧滑板;中型钢包采用烧成铝炭或复合铝炭质滑板;大型钢包用高档烧成铝炭或铝锆炭质滑板。


15-2列出了日本品川公司开发的钢包用铝炭和铝锆炭质滑板性能指标,其中SVR-90AC为烧成高铝滑板;SVR-A65GZ为普通烧成铝锆炭质滑板;其他为适应钢包使用和高侵蚀性钢种浇注用的改进滑板,主要是保持在提高强度以减少荒面时又不降低抗热震性,相应的改进措施为使用低膨胀系数原料AZTSAl2O3-ZrO2-TiO2-SiO2,以同时降低膨胀系数和弹性模量;添加特殊形态(无定形碳),以同时提高冷态耐压强度和降低弹性模量(如SVR-A75GZ;使用超细氧化铝粉,提高了冷态耐压强度和氧化后的耐压强度(如SVR-V55)。

高侵蚀性钢种浇注用滑板


铝炭和铝锆炭质滑板是当前国内外钢厂普遍采用的滑板,对一些高侵蚀性钢种,如Ca处理钢、Al-Si镇静钢、高氧钢等钢种采用铝炭或铝锆炭质滑板侵蚀严重,使用寿命显著下降。普通铝炭质滑板浇注高氧钢时,发生碳的氧化及FeOMnO等渗入对Al2O3的侵蚀;浇注高钙钢时,CaO会与Al2O3反应,生成Al2O3-CaO低熔点物造成侵蚀严重。因此,滑板的材质向多元化发展,采用其他更合适的材质,如低碳低硅铝炭质滑板和镁质、尖晶石、镁-铝质、尖晶石-炭质、氧化锆质等材质滑板,分别适用于相应的特殊处理钢种浇注。

低碳低硅的加金属铝轻烧滑板

改进的铝炭质滑板,可用于高氧钢浇铸。特点是在配料中添加有一定量的金属铅,500~1000中温处理,既保持了不烧滑板的高的热态强度和抗侵蚀性优点,又有高的冷态强度和高的抗氧化性,可制作大尺寸滑板,对高氧钢使用效果优于烧成铝锆炭质滑板。在合适的热处理温度下,Al液化,生成高强致密的组织结构,明显增加抗侵蚀性、强度,这种滑板具有很好的抗裂纹扩展能力。处理温度对滑板性能影响显著:处理温度提高,耐压强度明显增加,抗侵蚀性改善,但超过1000由于会生成较多的碳化铝而易水化及弹性模量提高,抗剥落性降低,抗侵蚀性也会下降,所以.佳为800~1000.15-3给出了这类滑板(ABCD)和轻烧铝炭滑板性能比较。


碱性材质滑板和氧化锆镶嵌式滑板

镁质或镁炭质滑板在用于钙处理钢、高氧钢、铝硅镇静钢连铸时,表现出了更高的抗侵蚀性和使用寿命,但缺点是抗热震性和抗剥落性差,甚至只能制作小滑板而不能制作钢包用滑板。通过工艺的改进和引入Al2O3或制作尖晶石滑板,抗热震性、抗剥落性和抗侵蚀性都有明显提高,比铝锆炭滑板更适合于一些特殊钢连铸。

15-4为采用细粉共磨配料有机结合剂混料1000t压机成型1650~1680高温烧成真空浸油,热处理磨制工艺过程制作的碱性滑板性能指标,在160t转炉炼钢钢包批量使用,1560~1580沸腾钢,低合金钢,半镇静钢,寿命为2次,铸孔每次蚀损3mm,扩孔均匀,轻微荒面。


15-5比较了以刚玉骨料部分取代电熔镁砂骨料开发的Al2O3-MgO-C碱性滑板的性能指标:AG1AG2为常规铝炭质滑板,用于钢包;MG为镁炭质滑板,仅可用于中包;AMG滑板克服了碱性滑板的抗热震性差的缺点,可成功用作钢包滑板。


15-6汇总了三类适用于高侵蚀钢种浇注的滑板性能指标,PL1PL6为在普通铝炭滑板组成的基础上,减少碳含量和/或硅含量,添加金属铝,1000以下热处理,这种滑板抗氧化和抗裂纹扩展能力均得到提高;尖晶石-C滑板具有抗高钙钢侵蚀的能力;控制合适的粒度组成、单斜和立方相比例、添加适量的Cr2O3制造的ZrO2镶嵌式滑板对高氧和高钙钢都有好的抗侵蚀性。表15-7为几种不同材质滑板浇注钙处理钢的使用效果和使用次数结果对比。

 

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