影響鋼包滑板使用壽命的因素有哪些

? ? ? ?鋼包滑動(dòng)水口耐火材料由上、下水口磚，上、下滑板磚和接縫泥料組成。上滑板磚固定在機構的固定框內。下滑板磚和下水口磚安裝在滑動(dòng)框內，通過(guò)機械操作可以前后移動(dòng)，從而實(shí)現通過(guò)控制上下注孔間的重合程度來(lái)控制流注量多少的目的。上、下滑板磚之間靠機構的張緊元件壓緊，使下滑板磚在移動(dòng)過(guò)程中盡可能不使上、下滑板間產(chǎn)生間隙，以防止滑板間漏鋼事故的發(fā)生。

? ? ? ?由于滑板使用過(guò)程中反復經(jīng)受鋼水的沖刷、化學(xué)侵蝕以及強烈的熱沖擊，因此，為滿(mǎn)足精確控流功能，滑板必須具有耐高溫、強度高、抗侵蝕性能好、抗熱震性能好、抗氧化性高和蠕變小等優(yōu)良特性。具體體現在以下方面：(1)高溫下具有足夠的強度，以便能承受鋼液的靜壓力;(2)滑動(dòng)面必須十分光滑，平整度不大于0.05mm，使之接觸嚴密，保證澆注過(guò)程中不滲鋼;(3)必須抗沖刷、耐侵蝕、具有良好的熱穩定性能，以便能經(jīng)受溫度的急劇變化以及鋼水和熔渣的沖刷、侵蝕。

影響鋼包滑板使用壽命的因素

1、熱應力及外力的作用

? ? ? ?在澆注鋼水前，滑板磚溫度約為200～350℃;開(kāi)澆后，滑板鑄孔溫度幾秒內迅速上升到1500℃以上，滑板經(jīng)受劇烈的熱沖擊。在熱應力作用下，不可避免要產(chǎn)生裂紋。如多爐使用必然反復經(jīng)受熱沖擊作用，很容易造成在滑板磚工作面產(chǎn)生裂紋、剝落。根據Ringery熱彈性理論得出初期抗熱應力斷裂系數R見(jiàn)式一。龜裂一旦產(chǎn)生便不斷擴展，這種龜裂應力的阻力系數RST遵循Hasslman斷裂力學(xué)理論，見(jiàn)式二。

式一：R=S(1-μ)/Eα

式二：RST=[γ(1-μ)/E0α2]1/2

? ? ? ?式中：S為抗拉強度;E為彈性模量;μ為泊松比;E0為無(wú)龜裂時(shí)的彈性模量;α為熱膨脹系數;γ為斷裂能。

? ? ? ?式一和式二表明，材料的初期抗熱應力斷裂系數及龜裂應力的阻力系數越大，材料的熱膨脹系數和彈性模量越小，龜裂就越難產(chǎn)生或擴展，材料的熱穩定性就越好。

2、高溫鋼水和熔渣的沖刷、侵蝕及燒氧清理鑄孔的影響

? ? ? ?澆注過(guò)程中鋼水和熔渣的沖刷、侵蝕及燒氧工藝會(huì )造成滑板鑄孔擴徑、熔損侵蝕，從而使鑄孔擴大，滑痕處耐火材料損失。特別是在澆注高錳鋼時(shí)，鋼水中錳與滑板耐火材料發(fā)生反應，見(jiàn)式三和式四。

式三：MnO+SiO₂=MnO·SiO₂

式四：MnO+Al₂O₃=MnO·Al₂O₃

? ? ? ?根據MnO-Al₂O₃-SiO₂相圖可知，MnO·SiO₂是一種低熔點(diǎn)的化合物，其熔點(diǎn)為1291℃，在滑板使用溫度下不耐沖刷;而MnO·Al₂O₃的熔點(diǎn)為1720℃，在澆鋼溫度下不生成液相，只是引起滑板工作帶MnO含量的微量增加，改變了滑板中剛玉原有的結構。而澆注鈣處理鋼時(shí)滑板中的SiO₂、Al₂O₃被鋼水中的鈣還原，反應見(jiàn)式五和式六。

式五：2[Ca]+SiO₂=2CaO+Si

式六：3[Ca]+Al₂O₃=3CaO+2Al

? ? ? ?生產(chǎn)的CaO會(huì )再和耐火材料中的SiO₂、Al₂O₃反應，根據CaO-Al₂O₃-SiO₂系相圖可知，2CaO·Al₂O₃·SiO₂的熔點(diǎn)為1584℃，CaO·Al₂O₃的熔點(diǎn)為1600℃，3CaO·Al₂O₃的熔點(diǎn)為1539℃，CaO·2Al₂O₃的熔點(diǎn)為1762℃，12CaO·7Al₂O₃的熔點(diǎn)只有1392℃，而且會(huì )造成滑板結構中鋁和鈣的配位數極不規則，且有大量的結構孔洞，這些低熔點(diǎn)化合物在澆注溫度范圍內變成液相的可能性極大，生成的液相隨著(zhù)鋼流而不斷流失，使鑄孔擴大，造成滑板損毀。即使不生成液相，這些化合物的生成也會(huì )引起滑板工作帶鈣含量的微量增加，改變滑板耐火材料的組織結構，導致滑板性能下降，影響其使用壽命。

? ? ? ?燒氧清理鑄孔過(guò)程中，鋼水中鐵的氧化物和水口直接接觸，并通過(guò)氣孔、裂紋向內部擴散，與滑板磚中的剛玉、莫來(lái)石相發(fā)生反應，生成低熔點(diǎn)的硅酸鹽，見(jiàn)式七和式八。

式七：2FeO+SiO₂=2FeO·SiO₂

式八：FeO+Al₂O₃=FeO·Al₂O₃

? ? ? ?FeO·Al₂O₃的熔點(diǎn)為1780℃，在剛玉顆粒周?chē)纬杉饩磻獙?，而鐵橄欖石2FeO·SiO₂的熔點(diǎn)只有1205℃，在澆鋼溫度下以液態(tài)存在，隨鋼流而不斷流失，使鑄孔擴大，導致滑板損毀。

3、滑動(dòng)阻力、氧化、渣金屬滲入的影響

? ? ? ?滑板工作時(shí)，上、下滑板間由于存在摩擦會(huì )產(chǎn)生磨損。為確保不漏鋼，滑板接觸面必須非常嚴密，而且要求滑板間有一個(gè)特定的面壓，大小為0.5～1.0N/mm2。隨著(zhù)鋼水和渣金屬的侵蝕和滲入，滑痕區摩擦增加，導致滑痕變得粗糙，滑板調節鋼流時(shí)很容易產(chǎn)生湍流，也會(huì )使磨損加劇，其結果是在滑板間產(chǎn)生滲鋼。另外，在不低于500℃時(shí)，碳的氧化使得材料強度降低、表面粗糙和摩擦加劇，嚴重者也會(huì )出現漏鋼現象。

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