图１颗粒堆积空隙当量直径计算
３粒度形状
陈显求等【６ｌ对宝钢从ＩＮ＃ｂ日ｌ进的硅质引流料用体视学的方法和９００型显微图像自动分析仪详细研究 该引流料颗粒形状和粒度分布的结构参数。 体视学是详细定量测量材料的切面两维图像中的结构来鉴定材料三维空间结构的科学。要达到体视 学的这种目的，首先需要把上述各项显微结构的项目变为能够用数字来代表的并且可以用图像分析方法 来精确测量山其数值才成，这些数值称为结构参数。 结构参数包括粒度参数Ｌ和Ｂ，形状参数如圆度Ｆ（图２）和轴比Ｑ（图３）。测定它们的直径（对 球体而言）或测量它们的最大氏度，即粒度参数Ｌ，测量它们的宽度，即粒度参数Ｂ。测量它们的轴比 Ｏ，即形状参数，是最大长度Ｌ和最大宽度Ｂ之比值，即Ｑ＝Ｌ／Ｂ，可以代表颗粒形状的一个结构参数。 另一个形状参数是圆度Ｆ，球状颗粒在二维截面或投影面上皆为圆，若令Ｆ＝４９Ａ／Ｐ２，Ａ为圆的面积，Ｐ 为圆的周长，则Ｆ＝Ｉ；如为不规则颗粒，Ｆ必然＜１。相反，若令Ｆ＝Ｐ２／４７ｔＡ，则球形颗粒的Ｆ＝Ｉ，而不规
５水口浸有沥青，沥青受热流出，引流砂粘在上水口上，引起堵塞。座砖材质差，修补 影响了自动开浇。 大钢包易开浇（１００－１５０Ｔ），合适水口直径为８０ｍｍ；２０．４０Ｔ钢包水口直径为４０—５０ｍｍ，不易开浇。 钢包座砖与上水口顶部在同一平面上，水口上部不能积聚引流砂，砂加不满或成凹坑状，影响了自 动开浇。为此，东北大学［４１提出了钢包水口合理的形状与尺寸，水口上部应有一个浇口杯，其长度应为 总长度的１／３～１／５，示意图如图６。
表ｌ各粒级紧密堆积后的空隙
颗粒第一种堆积方式
颗粒直径：Ｄ＝３．３８ｒａｍ．Ｒ＝Ｉ．６９ｍｍ 空隙当量直径：ｄ＝０．７７ｍ
颗粒直径：Ｄ＝－Ｏ．７０ｍｍ，Ｒ＝Ｏ ３５ｍｍ 空隙当量直径：ｄ＝Ｏ．１６ｍ
颗粒第二种堆积方式≥＞Ｆ！◆！｛＜＜
颗粒直径：Ｄ＝３．３８ｍｍ，Ｒ＝Ｉ．６９ｍｍ 空隙当量直径：ｄ＝ｌ ７７ｍ 颗粒直径：Ｄ＝Ｏ ７０ｍｍ， 空隙当量直径：ｄ＿０．３７ｍ
２０－２６％，ＣａＯ ０．１．０．３％，
Ａ１２０３１０－１８％，Ｃｒ／Ｆｅ＝１．５５－ｌ＿５８／１，粒度１．６０－０．１５ｒａｍ；配以石英砂，化学成份Ｓｉ０２≥．９７％，ＣａＯ＿１．５％， Ａ１２０＜１，粒度２．５０．０．１５ｍｍ，添加剂为碳素物质及适量无机及有机结合剂。 安阳钢厂【１０１以铬铁矿砂为主（见表５），配以添加剂提高了小钢包的自动开浇率。上钢＿三／－－１２１曾用 １４１０口煅烧的铬矿颗粒（１－０．２ｍｍ）９５％＋软质粘土粉（＜０．５ｍｍ）５％；１流砂，自然开浇率１００％。 表５安钢引流砂改进前后的组成，％
根据滑动水口引流料的工作条件，和引起开浇率降低原因的分析阻３”，为了提高自动开浇率，我
们对引流料提出以下性能要求： （１）引流料颗粒体积密度大，熔点高；在高温下颗粒间适度烧结，但烧结层要薄。体积密度大和适 度烧结，引流料才不会被钢水冲散上浮。 （２）引流料具有良好的高温化学稳定性，不与水口材质发生化学反应，并对钢水和熔渣具有良好的 抗侵蚀性和不润湿性。 （３）颗粒粒度适中。粒度太粗，钢水容易沿颗粒间隙渗入；粒度太细，引流料容易烧结成整体。 （４）引流料自然堆积角越小越好，颗粒表面尽可能圆滑，流动性好，才不会在水口内起拱。 （５）引流料水分低，＜０．５％。
上海宝钢引进的硅质引流料，经分析ｆ６】：８９％Ｙ拓英砂，１１％为长石，它们的化学组成如表２所示。
宝钢９７年２月改进前后【３】引流料的组成列于下表３。改进后为高纯（海砂）。 石英砂加碳黑，自动开浇率提高了３％。 武钢用引流料的组成列于表４所示。主要原料为海砂。
・ｌ ３ ２・
表２引流料各物相的化学组成，％
则的颗粒的Ｆ就＞ｌ。 分别求得此四者的分布曲线如图４和图５所示。用计算机测得的各参数平均值为Ｆ＝１．３１，Ｑ＝１．４２，
Ｌ＝１．５２ｍｍ，Ｂ＝１．０９ｍｍ。
以上结果表明，该引流砂５０％的颗粒圆度处在１．１６．１＿３８之间，对应于颗粒外形为卵形和圆角的等 粒形。Ｌ集中于１．２３－１．７０ｍｍ，Ｂ集中于０．９．１．２ｍｍ的范围，由此可知，其粒度分布较窄，故颗粒尺寸是 单一的。 所制各的引流料，如果同样测定上述各项体视学参数，再与上述结果对照，就可知道其优劣。
２（ＦｅＯ。Ｃｒ２０３）＋÷０２＿Ｆｅ２０３＋２Ｃｒ２０３
上 １
２（ＦｅＯ’ｃｒ２ｑ）＋Ｍｇｏ＋÷伤＿÷ＭｇＯ‘Ｆｅ２ｑ＋２（ＭｇＯ・ｃｒ２ｑ）
Ｚ
在还原气氛于７００。Ｃ时有以下反应：
１
Ｆｅ２０３＋Ｃｒ２０３—２（ＦｅＯ・Ｃｒ２０３＋÷０２），此时有３０％体积膨胀，这一膨胀现象可用加入Ｍｇｏ和避
上
免还原性气氛来解决。 铬铁矿砂在使用过程中的变化以及其与加入的烧结剂的反应，使二次尖晶石更明显，这样使烧结层 更具有脆性和多孔。当下滑板处于打开位置时，引流砂白重落下，烧结层在钢永静压力下破壳顺流而下， 达到自动开浇。
６、加料方式对自动开浇率的影响
引流料加入方式有导管式与人工抛袋式。人工抛砂因不能得到引流料在座砖水口上形成突起的馒头 状，因而自然开浇率低下。要在座砖水口上形成理想的突起馒头状最好的方法是采用导管式。 引流料一般加入方法如下图。
图８引流料用导管加入方式 东北大学【４】提出了用导管加引流料的改进方法：导管应垂直于钢包水口，且应有一定间隙，以便 撤引流管时，水口上外端形成馒头状。引流料堆比重（铬质）４．５．５．５９／ｃｍ３，加入量前期与后期波动１０．１５％。
有死角，不良
不好
图６滑动水口上水口的结构
安钢【１０】对２７吨钢包座砖和滑动水口上水口进行了优化，改进前后的尺寸如图７。
（改进前）
座砖
（改进后）
卵
（改进前） 上水口 （改进后）
图７安钢座砖与上水口改进前后形状与尺寸 同时，他们都提出：座砖水口内外冷钢残渣～定要吹扫干净：出钢前加合金、铝锭和废钢等时应防 止落在引流料上：水口与滑板加热烘烤，有利于自动开浇。
ｌＯ
轴比
图２圆度分布曲线
１５
图３轴比分布曲线
１０
５
０ ２ ２．５
图４最大长度分布曲线
・ｌ ３ １・
１６
１４
】２
１０
水８
６
４
２
Ｏ ０．４ １．６
图５最大宽度的分布曲线
４材质与组成
４．１碳素材料 早期的引流料从防ｊＥ烧结，防止与钢水浸润的观点出发，选用碳素材料为主体。上钢二厂用引流料 下部用碳粉０．５ｋｇ，上部覆盖白渣粉（主成分为Ｃ２ｓ）１．５．２ｌｃｇ，自动开浇率～５０％：上钢三厂电炉钢包引 流料下部用焦碳屑０．５－１ｋｇ，上部用白渣粉４－５ｋｇ自动开浇率８０＿８５％：上钢五厂电炉钢包引流料为焦屑＋ 铝屑（９５：５）Ｉ．１．５ｋｇ，自动开浇率＞９９％脚。 ４．２硅质材料 日本黑崎窑业公司【７１采用４～ｏ．】ｍｍ的高纯度海滩硅砂作为引流料，与钢水接触的表面能形成高粘 度的玻璃层，由于不易烧结，即使钢水停留时间长，玻璃层下也难形成过厚的烧结层，而且海滩硅砂颗 粒圆滑，不会在水口内起拱，用于２５０吨钢包，钢水停留时间６０分钟以上，自然开浇率达１００％：而用 低纯度硅砂时，仅为８２％。 日本品川公司【８１以硅砂为主体，适当加入烧结促进剂。粒径为２．０．０．５ｍｍ，最好１．５－０．５ｍｍ的引流 料，其化学成份Ｓｉ０２ ９０．９８％，含碱２％以下，实际配料时加入适量长石。
种炉渣起反应，加热过程中结晶难以增大，很难形成结晶网络。在１０００。Ｃ时，ＦｅＯ与ＭｇＯ进行平行置 换反应，置换出来的ＦｅＯ氧化为Ｆｅ２０３： （Ｍｇ，Ｆｅ）’（Ｃｒ，Ａ１，Ｆｅ）２０４＋ＭＧＯ—Ｍｇ（Ｃｒ，Ａ１）２０４＋ＦｅＯ ４ＦｅＯ＋０２。２Ｆｅ２０３ 在氧化气氛中于３００＂Ｃ时有以下反应：
１
参考资料
【１】
曾鸿琛：日本滑动水口引流料及其充填方法．１９８５年炼钢用耐火材料学术会议
【２】杨玉富：滑动水口的自动开浇．耐火材料，１９８０，（１） 【３１ 【４】 【５】 【６】 【７】 【８】 【９】９
邱文冬等：提高连俦钢包自动开浇率的研究耐火材料，２００３，（１）
东北大学：铬质钼包引流荆的生产与应用．２００４年鞍山耐火材料学术会议 困外耐火材料，１９６６，（１） 陈显求等：流钢用石英散粒原料的蛄构参数．１９８５年炼钢用耐火材料学术会议 日本专利，特开昭５４５８２８
钢包滑动水口用引流料
孙庚辰王战民张三华胡芳军 中钢集团洛阳耐火材料研究院，洛阳４７１０３９
１
引言
滑动水口引流料是充填在滑动水口上水口、上滑板流钢孔中的不定形耐火材料。在开浇时，它能使
钢包内的钢水顺流而下。 随着炉外精炼技术的发展，引流料在更为苛刻的条件下工作，这主要指钢水温度的提高和钢水在钢 包内停留时间的延长。引用料在高温高压下过度烧结，或钢水渗入引流料中，因温度降低，钢水冷凝， 当下滑板处于打开位置时，引流料下不来，即不能自然开浇。每遇此种情况，操作工人不得不用吹氧管 把水口吹开，帮助开浇。这种方式的开浇有很多弊端，如威胁工人的人身安全，吹氧管价格贵，增加消 耗．吹氧温度高滑动水口造成损坏，钢水被氧化后，会引起铸坯非金属夹杂，特别是为了防止钢水氧化 采用保护浇注（安装长水ＦＩ）后，更要求滑动水口自动开浇。
对某钢厂铬质引流砂的Ｘ衍射分析结果：主原料铬铁矿，长石约１０％，少量石英砂。 铬铁矿，呈黑褐色．硬度５．５－７．５。密度为４．０＿４．８９／ｃｍ３，熔点１９００．２０５０＂Ｃ。南非铬铁矿的化学成分
为：Ｓｉ０２ ３．５０％，ＦｅＯ ２３．４０％，Ａ１２０３ １５．６７％，Ｃｒ２０３ ４３．３ｌ％，ＣａＯＯ．６３％，ＭｇＯ １１．０７％。铬铁矿不与各
日本专利，特开昭５７５０２６９ 日本专利，特开昭５０６１３３６
Ｓｉ０２
Ａｔ２０３
Ｆｅ２０３
Ｐ－２０
耐火度℃
１７３０
＞３０目＜３０目
０
石英
９０
长石
１０
水分
＜１
＞９３＜２
＜Ｏ．３
＜２
１００