影响钢包滑板使用寿命的因素有哪些？
发布日期： 2020-01-08 08:58:59 阅读量（819） 作者：刘梓明钢包滑动水口耐火材料由上、下水口砖，上、下滑板砖和接缝泥料组成。上滑板砖固定在机构的固定框内。下滑板砖和下水口砖安装在滑动框内，通过机械操作可以前后移动，从而实现通过控制上下注孔间的重合程度来控制流注量多少的目的。上、下滑板砖之间靠机构的张紧元件压紧，使下滑板砖在移动过程中尽可能不使上、下滑板间产生间隙，以防止滑板间漏钢事故的发生。
由于滑板使用过程中反复经受钢水的冲刷、化学侵蚀以及强烈的热冲击，因此，为满足精确控流功能，滑板必须具有耐高温、强度高、抗侵蚀性能好、抗热震性能好、抗氧化性高和蠕变小等优良特性。具体体现在以下方面：(1)高温下具有足够的强度，以便能承受钢液的静压力;(2)滑动面必须十分光滑，平整度不大于0.05mm，使之接触严密，保证浇注过程中不渗钢;(3)必须抗冲刷、耐侵蚀、具有良好的热稳定性能，以便能经受温度的急剧变化以及钢水和熔渣的冲刷、侵蚀。
影响钢包滑板使用寿命的因素
1、热应力及外力的作用
在浇注钢水前，滑板砖温度约为200～350℃;开浇后，滑板铸孔温度几秒内迅速上升到1500℃以上，滑板经受剧烈的热冲击。在热应力作用下，不可避免要产生裂纹。如多炉使用必然反复经受热冲击作用，很容易造成在滑板砖工作面产生裂纹、剥落。根据Ringery热弹性理论得出初期抗热应力断裂系数R见式(1)。龟裂一旦产生便不断扩展，这种龟裂应力的阻力系数RST遵循Hasslman断裂力学理论，见式(2)。
R=S(1-μ)/Eα(1)
RST=[γ(1-μ)/E0α2]1/2(2)
式中：S为抗拉强度;E为弹性模量;μ为泊松比;E0为无龟裂时的弹性模量;α为热膨胀系数;γ为断裂能。
式(1)和式(2)表明，材料的初期抗热应力断裂系数及龟裂应力的阻力系数越大，材料的热膨胀系数和弹性模量越小，龟裂就越难产生或扩展，材料的热稳定性就越好。
2、高温钢水和熔渣的冲刷、侵蚀及烧氧清理铸孔的影响
浇注过程中钢水和熔渣的冲刷、侵蚀及烧氧工艺会造成滑板铸孔扩径、熔损侵蚀，从而使铸孔扩大，滑痕处耐火材料损失。特别是在浇注高锰钢时，钢水中锰与滑板耐火材料发生反应，见式(3)和式(4)。
MnO+SiO2=MnO·SiO2(3)
MnO+Al2O3=MnO·Al2O3(4)
根据MnO-Al2O3-SiO2相图可知，MnO·SiO2是一种低熔点的化合物，其熔点为1291℃，在滑板使用温度下不耐冲刷;而MnO·Al2O3的熔点为1720℃，在浇钢温度下不生成液相，只是引起滑板工作带MnO含量的微量增加，改变了滑板中刚玉原有的结构。而浇注钙处理钢时滑板中的SiO2、Al2O3被钢水中的钙还原，反应见式(5)和式(6)。
2[Ca]+SiO2=2CaO+Si(5)
3[Ca]+Al2O3=3CaO+2Al(6)
生成的CaO会再和耐火材料中的SiO2、Al2O3反应，根据CaO-Al2O3-SiO2系相图可知，2CaO·Al2O3·SiO2的熔点为1584℃，CaO·Al2O3的熔点为1600℃，3CaO·Al2O3的熔点为1539℃，CaO·2Al2O3的熔点为1762℃，12CaO·7Al2O3的熔点只有1392℃，而且会造成滑板结构中铝和钙的配位数极不规则，且有大量的结构孔洞，这些低熔点化合物在浇注温度范围内变成液相的可能性极大，生成的液相随着钢流而不断流失，使铸孔扩大，造成滑板损毁。即使不生成液相，这些化合物的生成也会引起滑板工作带钙含量的微量增加，改变滑板耐火材料的组织结构，导致滑板性能下降，影响其使用寿命。
烧氧清理铸孔过程中，钢水中铁的氧化物和水口直接接触，并通过气孔、裂纹向内部扩散，与滑板砖中的刚玉、莫来石相发生反应，生成低熔点的硅酸盐，见式(7)和式(8)。
2FeO+SiO2=2FeO·SiO2(7)
FeO+Al2O3=FeO·Al2O3(8)
FeO·Al2O3的熔点为1780℃，在刚玉颗粒周围形成尖晶石反应层，而铁橄榄石2FeO·SiO2的熔点只有1205℃，在浇钢温度下以液态存在，随钢流而不断流失，使铸孔扩大，导致滑板损毁。
3、滑动阻力、氧化、渣金属渗入的影响
滑板工作时，上、下滑板间由于存在摩擦会产生磨损。为确保不漏钢，滑板接触面必须非常严密，而且要求滑板间有一个特定的面压，大小为0.5～1.0N/mm2。随着钢水和渣金属的侵蚀和渗入，滑痕区摩擦增加，导致滑痕变得粗糙，滑板调节钢流时很容易产生湍流，也会使磨损加剧，其结果是在滑板间产生渗钢。另外，在不低于500℃时，碳的氧化使得材料强度降低、表面粗糙和摩擦加剧，严重者也会出现漏钢现象。
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