铝锆碳滑板在浇注钙处理钢时存在的问题随着钢铁冶炼技术的发展,钢液钙处理已得到广泛应用。钙在钢液中主要作用是脱氧、脱硫以及对夹杂物进行变性处理,从而改善钢液的流动性和提高钢的质量,尤其含铝量大的钢液,需要加入大量钙来解决铝的脱氧产物和流动问题。铝碳和铝锆碳作为一种成熟的滑板材质,可满足一般钢种的浇注需要,但在浇注经过钙处理的钢液时,经常发生马蹄形侵蚀,一般还伴随着关不住的情况。本文以华北某钢厂为例:钢包盛钢水t,浇钢时间60min,滑板孔径55mm,钢水主要成分列于表1。表1钢水主要成分%滑板使用1次后滑板板面出现严重侵蚀,滑板扩孔20mm以上,并且出现了关不住的情况,使用后的滑板板面外观见图1。铝锆碳滑板在浇注钙处理钢时的损毁机理铝锆碳(或铝碳)材料与钢水中的Ca和CaO反应造成滑板严重蚀损,其蚀损机理如下:①钢水中Ca与耐火材料中Al2O3和SiO2反应:2[Ca]+SiO2→2CaO+[Si](1)3[Ca]+Al2O3→3CaO+2[Al](2)②生成的CaO再次与耐火材料中的Al2O3和SiO2反应:nCaO+mSiO2→nCaO·mSiO2(n、m≥1)(3)2CaO+SiO2+Al2O3→2CaO·SiO2·Al2O3(4)12CaO+7Al2O3→12CaO·7Al2O3(5)由CaO-Al2O3-SiO2系相图可知,2CaO·SiO2·Al2O3熔点为℃,而12CaO·7Al2O3的熔点只有℃,这些低熔点化合物在浇钢环境下生成液相,并随钢液不断流失,造成滑板损毁。图1浇注钙处理钢时滑板的外观如果孔径偏大,浇钢过程中因浇钢截流导致上下滑板铸孔没有对正,下滑板铸孔内极易形成负压区和回流区,从钢液中蒸发的钙蒸气及钢液中的溶解钙会与上滑板发生反应,形成马蹄形侵蚀。这将会加剧钙侵蚀,如图2所示。图2浇注钙处理钢时滑板的马蹄形损毁示意图滑板铸孔的改进和铝镁碳材质的开发3.1滑板铸孔的优化①浇钢量每分钟的平均浇钢量=钢包容量/浇钢时间=/60=2.17t。②流量不同铸孔的平均流量经验数据见表2。表2铸孔与钢水流量对应表③结论从表2可以看出,滑板的孔径明显偏大,可以选用50mm孔径的滑板。3.2铝镁碳材质的开发①主要原料主要原料为电熔镁砂、镁铝尖晶石、刚玉、鳞片石墨,化学成分列于表3。外加抗氧化剂、高温增强剂、结合剂(热固性酚醛树脂)。表3主要原料化学组成%②配比通过一系列的试验,以下配比效果较好,具体配比见表4。表4铝镁碳滑板主要配料比例%③工艺流程泥料制备→成型→干燥→烧成→油浸→焙烘→磨平→套钢箍→粘贴缓冲板→刷润滑剂④成品指标成品指标见表5。表5铝镁碳材质滑板理化指标使用结果①使用次数改进后的滑板使用次数可以达到3次。②使用效果改进后的滑板使用3次后,板面没有异常侵蚀,扩孔在8mm左右。③使用后的滑板表面改进后的滑板使用3次后的表面见图3。图3改进后的滑板浇注钙处理钢3次后的外观结论(1)通过改变滑板孔径,减少滑板控流。(2)开发铝镁碳滑板替代铝锆碳滑板,使用次数明显提高,使用效果明显好转,解决了钙侵蚀导致的滑板关不住问题
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