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。