苛刻冶炼环境下的滑板材质选择：从碱性材料到氧化锆镶嵌的演进之路

在处理钙处理钢、高氧钢以及铝硅镇静钢等高侵蚀性钢种的连铸作业中，传统的滑板材质往往面临严峻挑战。镁质或镁炭质（MgO-C）滑板虽然在抗钢水侵蚀和延长使用寿命方面展现出显著优势，但其固有的抗热震性与抗剥落性短板，使其应用范围受到极大限制，尤其难以胜任对稳定性要求更高的大型钢包。

这便催生了一个核心的技术矛盾：如何在保持优异抗侵蚀性的同时，彻底解决碱性滑板的热稳定性难题？

技术突破口：尖晶石与复合材料的引入

解决问题的关键路径之一，是通过工艺改良，在镁质材料中引入Al₂O₃，或直接制备镁铝尖晶石（Spinel）滑板。这一改变并非简单的成分叠加，而是从根本上优化了材料的微观结构和热力学性能。引入Al₂O₃后，材料的抗热震性、抗剥落能力及抗侵蚀性均获得质的飞跃，使其在某些特殊钢种的连铸应用中，表现甚至优于传统的铝锆炭（AZSC）滑板。

以下是一组通过细粉共磨、高压成型及1650-1680°C高温烧结，并经过真空浸油和热处理等精细工艺制备的烧成尖晶石滑板的性能实测数据。该批次滑板在160吨转炉钢包中，针对1560-1580°C的沸腾钢、低合金钢等进行了批量应用验证。

烧成尖晶石滑板关键性能指标

应用结果显示，其平均使用寿命达到2次，每次浇铸后铸孔蚀损约3mm，且扩孔均匀，工作面仅有轻微的麻面（荒面），证明了其稳定可靠的服役表现。

性能的权衡与优化：Al₂O₃-MgO-C复合滑板的诞生

另一种思路则是在电熔镁砂骨料中，部分以刚玉（Al₂O₃）骨料进行取代，开发出Al₂O₃-MgO-C复合型碱性滑板（代号AMG）。这种设计巧妙地结合了两种材料的优点。下表将常规铝炭滑板（AG1, AG2）、纯镁炭滑板（MG，仅限中包）与新型AMG滑板的性能进行了直接对比。

钢包用改进型碱性滑板性能对比

数据清晰地揭示了AMG滑板的成功之处：它有效克服了纯镁炭质滑板抗热震性差的致命弱点，使其能够从仅适用于中包，一跃成为可成功应用于大型钢包的高性能材料，且使用寿命远超传统铝炭质滑板。

终极挑战：面向高氧与高钙钢的特种滑板方案

对于浇铸环境更为极端的高氧和高钙钢，材料科学家们探索了更多路径。

1. 金属改性铝炭滑板 (PL系列): 在普通铝炭滑板基础上，通过降低碳或硅含量，并添加金属铝粉，再经1000°C以下热处理。这种改性显著提升了材料的抗氧化能力和抗裂纹扩展能力。
2. 尖晶石-C滑板: 专为抵抗高钙钢的化学侵蚀而设计，其核心优势在于尖晶石相的化学惰性。
3. 氧化锆镶嵌式滑板: 这是应对极端工况的顶级方案。通过精确控制氧化锆（ZrO₂）的粒度、单斜与立方晶相的比例，并添加微量Cr₂O₃作为稳定剂，制造出的氧化锆质镶嵌块，对高氧和高钙钢均表现出无与伦比的抗侵蚀性。

适用于高侵蚀性钢种的滑板性能汇总

最终，选择哪种材质，本质上是在成本与性能之间寻求最佳平衡点。下表直观对比了不同材质滑板在浇铸钙处理钢时的实际使用效果。

不同材质滑板浇铸钙处理钢使用效果对比

从数据中不难看出，尽管初始性能参数各异，但经过优化的AMG滑板和MgO-C滑板在使用寿命上表现突出，而ZrO₂滑板则在保持较低扩孔率的情况下实现了寿命翻倍。

综上所述，滑板材质的选型是一个复杂的系统工程，它不仅依赖于对钢种特性的深刻理解，更取决于对耐火材料各项性能指标的精确评估。从化学成分、显气孔率、体积密度到高温强度，每一个参数的微小变动都可能对最终的服役表现产生决定性影响。要确保采购的滑板能够达到预期的性能和寿命，对来料进行严格、全面的性能检测至关重要。这正是专业检测实验室的核心价值所在。

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