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ZrO2质嵌镶料在滑动水口滑板中的应用


对钢水进行Ca处理用的SN板(滑动水口滑板)采用的是MgO-C和ZrO2质的高耐蚀性材料。对于大型滑板还要求具有耐热震性。ZrO2是耐热震性良好的耐火材料,所以常常在滑板流钢孔周围和滑板滑动部位嵌镶ZrO2质材料。对实机使用后的滑板进行考察发现,采用ZrO2嵌镶料的滑板,由于渣蚀引起的组织脆化,是影响滑板耐用性的主要因素。日本黑崎播磨(株)为了提高ZrO2的耐渣蚀性对非稳定态ZrO2的添加量、粒度和粒度构成进行了研究。通过对不同非稳定态ZrO2的添加量和粒度的配比实验,对ZrO2嵌镶料开发料的材质进行优化。,并根据Furnac的最密填充理论公式对非稳定态ZrO2的粒度进行了细化。开发料B和传统料A的特性对比见表1。

表1 开发料B和传统料A的特性对比
材料
A
B

材料类型
非稳定态ZrO2,重量%
2a
a

非稳定态ZrO2粒子尺寸
<2mm
<0.045mm

非稳定态ZrO2粒子尺寸分布
常规
均匀化

显气孔率,%
13.1
12.9

抗折强度,MPa
11
22

1500℃热膨胀率,%
1.21
1.20

气孔直径,μm
<10.3
<5.6

渣蚀指数
100
65

与传统料相比,开发料的强度高、气孔直径小。利用高频感应炉制作合成渣,对开发料和传统料进行1600℃×2h的腐蚀试验,开发料的渣蚀深度比传统料减少了约1/3。这是开发料气孔微细化,对渣蚀抑制的结果。
对开发料进行了实机实验,嵌镶开发料和嵌镶传统料的滑板边缘的微观组织如图1。可以看出,嵌镶开发料的滑板边缘的渣蚀层厚度变薄。滑板边缘内有轻微的微裂纹,其程度与嵌镶传统料的滑板相同。图2是两种嵌镶料熔损速度的比较,开发料的熔损速度比传统料降低了约70%,大大提高了滑板的耐用性。

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