滑動水口

滑動水口的設計早在1884年就由美國人D. Lewis提出構思並申請了專利，後來也有不少類似的專利，但均因材質不過關而未能實現。直到1964年，西德本特勒鋼鐵公司在22T鋼包上，採用滑動水口裝置代替塞棒系統進行澆鋼，首次獲得成功，並迅速推廣到許多國家。

隨着快速、高效連鑄和二次精煉技術及工藝的發展，滑動水口（Sliding Nozzle，簡稱SN）系統在現代鋼鐵冶煉過程中變得越來越重要，成為冶煉中不可缺少的部分。它是連鑄機澆鑄過程中鋼水的控制裝置，能夠精確地調節從鋼包到連鑄中間包的水流量，使流入和流出的鋼水達到平衡，從而使連鑄操作更容易控制。滑動水口系統因其可控性好，能提高鍊鋼生產效率而得到了迅速發展。現在，在鋼包、中間包上國內外普遍使用了滑動水口系統。 ^[1] 

滑動水口一般由驅動裝置、機械部分和耐火材料部分（即上下滑板、下水口）組成。滑動水口的工作原理是通過滑動機構使上下滑板磚滑動，從而帶動流鋼孔的開閉來調節鋼水流量大小的。

為獲得較長的使用壽命和穩定的操作條件，滑板作為滑動水口系統的耐火材料和機械構件，都要求其具有優良的性能。當前，為了使滑動水口系統使用性能更加穩定可靠，對滑板的形狀以及固定方式進行了許多改進和研究，其主要目的是抑制滑板使用過程中工作面裂紋的產生和擴展。

滑板（Sliding Plate，簡稱SP）是滑動水口系統的主要部件之一。按照組成滑動水口系統的滑板塊數劃分，可分為兩層式和三層式。鋼包用滑板一般為兩層式，操作時上滑板固定不動，通過下滑板進行截流和節流。中間包用滑板一般為三層式，操作時將上滑板與上水口固定，下滑板與下水口固定，通過中間滑板來進行截流和節流。

滑動水口的基本結構如圖1所示。

（1）滑動水口按滑板數量可分為兩層滑板和三層滑板。兩層滑板是上滑板不動，下滑板跟隨機構進行滑動，兩層滑板大多用在鋼包機構上。三層滑板是上、下滑板均不動，中間滑板跟隨機構進行滑動，起控制和調節鋼水流量作用；三層滑板大多用在中間包機構上。三層滑板的特點是中間的滑動板，不用火泥，而用金屬帶嵌板固定，對控制裂紋起很好的作用，同時還要嚴格控制滑板的平行度。在澆注初期，為了防止鋼水在滑動水口的鋼道內冷凝，安裝有塞棒阻止鋼水流入水口通道，保持鋼水在中間包內形成必須的液麪，並嚴防更換浸入式水口時鋼水冷凝或非金屬夾雜堵塞通道。

（2）滑動水口按運動方式有兩種：直線式和迴轉式。目前國內外大多數鋼廠使用直線式機構，迴轉式機構應用較少。

（3）滑板除了按其結構和運動方式進行分類外，還可以按滑板的材質、燒成方式以及成型方式進行分類。按材質工藝分為鋁鋯碳滑板、鋯質滑板、鋁碳滑板、鎂質滑板、金屬結合滑板、高鋁質滑板；按燒成方式分為高温燒成滑板、中温燒成滑板、不燒滑板。按成型方式分全材質滑板、複合材質滑板。目前國內150t以上鋼包用滑板、多次連澆鋼包滑板或有特殊鍊鋼工藝要求鋼廠採用全材質滑板，150t以下鋼包採用複合材質滑板的鋼廠較多，國外大多鋼廠採用全材質滑板。

高鋁質滑板。成型後均用瀝青浸漬後，再輕燒處理，獲得較高的強度和緻密均勻的結構。配料中添加了磷酸鹽以降低燒成温度，可使滑板的尺寸保持穩定，並減少廢品率和研磨量。

鋯質滑板。耐化學侵蝕性好，抗機械沖刷性能好。但是氧化鋯價格昂貴，通常將其做成鑲嵌環或鑲嵌件。

鋁碳質滑板。鋁碳質滑板是20世紀70年代末期開發的產品，以燒結氧化鋁和合成莫來石為主要原料，在基質部分添加碳組分和防氧化劑（如金屬鋁、金屬硅、SiC、B₄C、Mg-B等），加入結合劑煤瀝青或酚醛樹脂混煉成型；在還原氣氛下燒成，形成碳結合的耐火材料。這種材質的滑板因其組織緻密，氣孔微細且含有一定數量的殘炭，鋼液和渣液難以浸漬，故耐侵蝕性良好，但其缺點正是由於組織緻密，耐熱衝擊性有所下降，不能多次連續使用，另外，在使用過程中，由於碳易被氧化，導致結構疏鬆，降低了耐侵蝕性。

鋁錯碳質滑板是在燒成鋁碳質滑板的基礎上研製開發的。這種材質滑板採用了低膨脹率的Al₂O₃ -SiO₂ -ZrO₂系原料，製成以斜鋯石、莫來石、剛玉等為主晶相，以碳結合為特徵的耐火材料。引人鋯莫來石作骨料，利用鋯莫來石中的氧化鋯在約1000℃時發生晶型轉變，伴有體積收縮的特點，晶粒內產生顯微裂紋，大大改善了材料的耐熱衝擊性能。2r02具有優良的抗侵蝕性，其耐侵蝕性較鋁碳質滑板明顯提高，成為現今大型鋼鐵企業滑板使用中的主流。

鋁（鋯）碳質用原料。剛玉、鋯剛玉、鋯莫來石、石墨、氧化鋯、樹脂結合劑、金屬Al粉、Mg-Al合金等。 ^[2]