魏合意

( 唐山時創(chuàng)高溫材料股份有限公司，唐山 064000)

摘 要: 為提高鋼水質(zhì)量，降低噸鋼成本，減少轉(zhuǎn)爐渣的影響，眾多鋼廠采用轉(zhuǎn)爐滑板擋渣系統(tǒng)。在這套系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)爐擋渣滑板是耐材的核心，滑板壽命影響到系統(tǒng)的更換頻率、生產(chǎn)節(jié)奏等。通過了解和研究現(xiàn)場擋渣滑板粘渣、夾鋼等問題，發(fā)現(xiàn)內(nèi)滑板和外滑板的損毀是不同部位和不同狀態(tài)，分析了轉(zhuǎn)爐擋渣滑板損毀機(jī)理。以現(xiàn)有轉(zhuǎn)爐擋渣滑板材質(zhì)工藝為基礎(chǔ)，分別對內(nèi)滑板進(jìn)行了工藝改進(jìn)，對外滑板進(jìn)行材質(zhì)開發(fā)和工藝改進(jìn)。現(xiàn)場使用表明，在其他條件不變的情況下，改進(jìn)的轉(zhuǎn)爐擋渣滑板比原滑板使用次數(shù)大幅提高。

關(guān)鍵詞: 滑板; 擋渣; 內(nèi)滑板; 外滑板; 改進(jìn)

轉(zhuǎn)爐滑板擋渣的原理和優(yōu)勢轉(zhuǎn)爐滑板擋渣原理是在出鋼口末端安裝類似鋼包澆注用的滑動水口系統(tǒng)，通過開啟或關(guān)閉擋渣滑板，達(dá)到擋渣的目的。德國 C． Bocher 等人介紹了Slazgitter 鋼廠 210 t 轉(zhuǎn)爐使用的一種在出鋼口末端用液壓閘門的擋渣裝置，與現(xiàn)用的擋渣球相比下渣量減少了 70% 。近年來，國內(nèi)眾多大中型鋼鐵企業(yè)如寶鋼、河鋼、包鋼等也紛紛安裝轉(zhuǎn)爐滑板擋渣系統(tǒng)，從各類文章的信息來看，使用效果良好。滑板擋渣相對于傳統(tǒng)的擋渣球和擋渣塞的優(yōu)勢如下: 下渣量最少; 脫氧劑和合金用量減少; 回磷減少; 鋼包耐材壽命延長; 改善鋼水脫硫; 鋼水成分更準(zhǔn)確。轉(zhuǎn)爐滑板擋渣系統(tǒng)主要包括下渣檢測系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、液壓驅(qū)動系統(tǒng)、擋渣機(jī)構(gòu)及耐材等，其中擋渣滑板是擋渣的核心部件，其壽命決定著機(jī)構(gòu)更換的頻率。頻繁的更換機(jī)構(gòu)不僅增加工人勞動強度，增加耐材消耗，而且影響煉鋼節(jié)奏。

2 轉(zhuǎn)爐擋渣滑板的損毀及分析

2． 1 轉(zhuǎn)爐擋渣滑板的材質(zhì)及適用性論證

目前許多擋渣滑板的材質(zhì)是從鋼包滑板材質(zhì)直接移植過來，一般是鋁鋯碳材質(zhì)。表 1 列出了一種典型的普通鋁鋯碳材質(zhì)擋渣滑板的理化指標(biāo)。

因鋼包滑板與擋渣滑板的使用環(huán)境和使用條件相差很大，所以并不十分適用。普通的鋁鋯碳材質(zhì)擋渣滑板使用次數(shù)在 12 ～ 14 次就出現(xiàn)較大損毀，有時還伴隨著滑板間的夾鋼，甚至有跑鋼的情況。

2． 2 轉(zhuǎn)爐擋渣滑板的損毀表現(xiàn)

從用過的擋渣滑板看，內(nèi)滑板和外滑板的損毀部位和損毀情況完全不一樣: 內(nèi)滑板主要表現(xiàn)為滑板的孔徑擴(kuò)大，尤其是向滑動區(qū)方向有很大的不規(guī)則斜形擴(kuò)孔; 外滑板主要表現(xiàn)為在滑板的滑動區(qū)，尤其是關(guān)閉時內(nèi)滑板對應(yīng)的區(qū)域的侵蝕性粘渣，有時還有剝落; 同時內(nèi)滑板與外滑板間還有夾鋼的現(xiàn)象，如圖 1 所示。

2． 3 轉(zhuǎn)爐擋渣滑板的損毀分析

擋渣滑板在使用過程中要承受高溫環(huán)境的氧化，反復(fù)的熱震破壞，以及轉(zhuǎn)爐渣對滑板的侵蝕，尤其是在滑板關(guān)閉后，內(nèi)滑板的鑄孔內(nèi)和外滑板的板面與內(nèi)滑板鑄孔對應(yīng)的區(qū)域受到嚴(yán)重的轉(zhuǎn)爐渣的侵蝕( 圖 2) ，還有滑板關(guān)閉時的剪切鋼水與鋼渣的混合物所受到的機(jī)械破壞作用。當(dāng)外滑板的板面被氧化后，轉(zhuǎn)爐渣更易侵蝕的接觸面處逐漸出現(xiàn)凹坑等缺陷，渣更容易牢固地粘到此處，最后滑板滑動時內(nèi)滑板無法把渣切掉，內(nèi)外滑板間因渣擠到板間出現(xiàn)縫隙，再次出鋼時引起板間夾鋼，嚴(yán)重時會出現(xiàn)板間跑鋼。

3 轉(zhuǎn)爐擋渣滑板的改進(jìn)

3． 1 內(nèi)滑板的改進(jìn)

針對內(nèi)滑板主要是鑄孔的損毀情況，需要改善內(nèi)滑板鑄孔處的抗轉(zhuǎn)爐渣的侵蝕以及提高內(nèi)滑板的鑄孔處高溫強度。氧化鋯質(zhì)制品熔點高，化學(xué)穩(wěn)定性好，抗渣侵蝕性強，并且高溫強度高，可以作為改善擋渣滑板的材料，但因為氧化鋯價格太高，不適合整體替代，因此可以在原滑板的基礎(chǔ)上進(jìn)行鑲嵌鋯氧化環(huán)來改善擋渣滑板的性能。為提高熱震穩(wěn)定性，以部分穩(wěn)定氧化鋯制作成鋯環(huán)，鋯環(huán)的理化指標(biāo)如表 2 所列。

鑲嵌內(nèi)滑板生產(chǎn)工藝流程: 泥料制備→成型→干燥→燒成→油浸→焙烘→套鋼箍→鑲嵌鋯環(huán)→裝殼→磨平→刷潤滑劑。

3． 2 外滑板的改進(jìn)

外滑板損毀主要是滑動區(qū)粘渣，因此需要提高外滑板板面的抗氧化性、抗渣的侵蝕以及減少渣對滑板接觸表面的粘接。因此從原料、配比、工藝上針對這些需求做出調(diào)整。

( 1) 主要原料: 鋯剛玉、鋯莫來石、板狀剛玉、碳素、抗氧化劑、抗粘渣劑、高溫增強劑，結(jié)合劑是熱固性酚醛樹脂。原料化學(xué)指標(biāo)如表 3 所列。

(2) 配比: 調(diào)整后的擋渣外滑板配比如表 4 所列。

(3) 工藝路線:

泥料制備→成型→干燥→燒成→雙油浸→雙焙烘→套鋼箍→裝殼→磨平→刷潤滑劑。

經(jīng)過燒成、雙油浸、雙焙烘后的滑板指標(biāo)列于表 5。

通過配比和工藝改進(jìn)的擋渣外滑板，顯氣孔率極低，接近于 0，同時氧化鋯含量也有所增加，高溫抗折強度有利于提高抗粘渣性能。

4 改進(jìn)轉(zhuǎn)爐擋渣滑板的效果

改進(jìn)后的擋渣內(nèi)滑板和外滑板使用效果良好，表 6 列出了改進(jìn)前后的使用情況。

5 結(jié)論

通過擋渣內(nèi)滑板鑲嵌高質(zhì)量的氧化鋯環(huán)，調(diào)整擋渣外滑板材質(zhì)和正常工藝，提高抗氧化性、抗渣的侵蝕以及提高滑板接觸表面抗粘渣性能，有效的提高了擋渣滑板的安全性，提高了擋渣滑板的使用次數(shù)。