[发明专利]一种冶金控流用铝锆碳滑板砖

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁冶金技术领域，提供了一种钢铁冶炼中控流使用的新型滑板砖，该滑板砖具有良好的抗钢水熔融性、抗氧化、抗剥落性，高温下具有良好的机械性能，化学稳定性高，耐侵蚀；同时热震稳定性好、寿命长、使用过程中不会出现热裂纹。

背景技术

滑板材料是钢铁冶金过程中控流的重要功能性元件。在使用过程中，普通滑板材料会因为内部所受应力不均而产生裂纹。钢水浇注初期热震的急剧变化，安装滑板的机构形变，滑板工作面受压不均，滑板的安装方式，钢包、中间包底部的平整度不均等都是引起以上裂纹的原因。当钢水中的氧、氮的含量超标会引起钢水品质的下降，如果滑板此时产生裂纹，钢水会进入裂纹中，引起滑板脱落、造成炼钢或连铸生产时的夹钢、漏钢事故。

钢水及钢水中的金属夹杂物也会引起滑板砖的熔损、氧化和荒废化，为防止以上现象的出现，人们在滑板中添加了炭素材料，但滑板中的炭素材料，在使用中会与滑板砖中因氧化而脱落的成分、组织相结合，发生结合力弱、速度缓慢的化学反应，生成物与非金属氧化物相粘合很容易引起滑板材料的熔损。

针对以上问题，人们进行了多种研究开发，一种滑板砖采用如下配比，以重量组成计：

烧结/电熔刚玉，80-85，粒度为50μm以下的煅烧氧化铝，5-10，金属Si 3-5，炭素材料4-6，金属防氧化剂0.1-0.5。

采用以上配方的滑板砖产品在一定程度上解决了上述滑板应用中存在的问题，然而该种滑板的微观结构不够致密，钢水浇注中的板面磨损严重，使用寿命短。

发明内容

本发明就是为解决以上滑板结构不够致密、使用寿命短等存在的问题而提出的一种冶金控流用铝锆碳滑板砖。在滑板砖的配方中，扩大了超微Al₂O₃粉体的使用量，改善了滑板微观结构，从而提高了滑板的常、高温强度，同时引入锆莫来石、锆刚玉以提高制品的抗热剥落性，抗热震性和抗化学熔损性。

一种冶金控流用铝锆碳滑板砖，其特征在于其组成为：按其重量份配比计：烧结或电熔刚玉60-125份，50μm以下的煅烧Al₂O₃粉10-20份，烧结或电熔锆莫来石5-15份，烧结或电熔锆刚玉5-20份，Si 1-5份，炭素材料1-8份和防氧化剂0.5-4.0份。

下面就配方中各种材料的引入量标准做一具体说明。

烧结或电熔刚玉用量大于所述上限值(＞125)时，因其本身的耐剥落性差，引起的滑板板面裂纹，钢水会从裂纹中进入破坏滑板。当用量小于所述的下限值(＜60)时，对钢水的侵蚀和非金属夹杂物的侵蚀抵抗能力差，引起滑板的耐热熔损性差，因此在上述用量范围最佳。

为提高滑板的高温抗折强度，引入的烧结或电熔刚玉，采用了如下的颗粒级配，按重量份比例：

4-1mm，10-15

1-0.22mm，25-60

＜0.22mm，10-20

＜0.04mm，10-20

为改善滑板微观结构，改善其烧结性能，实现其机械性能、化学耐熔损性的提高，就必须合理控制50μm粒度以下煅烧氧化铝超微粉的添加量。当煅烧氧化铝粉用量大于所述上限值(＞20)时，容易引发滑板成型时废品的产生，用量小于所述下限值(＜10)时，对滑板砖的微观结构改善不大，会导致滑板砖的耐熔损性不高。

烧结或电熔锆莫来石的引入，可使制品的抗热剥落性提高、使用寿命提高，减少热裂纹的产生。烧结或电熔锆莫来石中，要求其化学组成满足以下条件：ZrO₂ 27-39wt％，Al₂O₃ 40-46wt％，SiO₂ 15-20wt％。

在滑板配方中锆莫来石的使用量以5-15重量份为最佳。

在滑板砖配方中仅采用煅烧氧化铝粉并不能实现滑板的抗剥落性、抗热熔损性的改善，因而需要添加烧结或电熔锆刚玉。当烧结或电熔锆刚玉原料用量大于所述的上限值(＞20)时，滑板砖的抗热熔损性效果不明显，当用量小于所述的下限值(＜5)时，制品的抗剥落性差，为实现制品良好的抗剥落性、抗热熔损性，滑板砖配方中其用量应在上述重量份5-20范围之间。

对于烧结或电熔锆刚玉，其化学组分要求满足下述条件：

Al₂O₃ 50-90wt％，  ZrO₂ 10-50wt％。