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挡渣球技术
2025-08-18
挡渣球是转炉炼钢工艺中安装在出钢口的关键装置，通过物理拦截方式实现钢渣分离。其结构普遍采用全均质设计，表面设置环形凹槽或螺旋沟槽以提升定位精度。挡渣球通过机械臂将挡渣球精准投放在出钢口上方。一旦挡渣球落到出钢口，它便能有效地阻断熔渣进入钢包。
挡渣球的结构和工作原理
挡渣球采用椭球体或标准球体结构，表面设置垂直交叉环形凹槽或螺旋状沟槽。凹槽深度贯穿球体最大圆周，可在钢液旋流中保持竖立状态，通过流体力学作用提升定位精度 。其球体设计包含重金石基材与铁粒混合体系，通过振动成型工艺实现整球密度均匀。
工作原理依托钢水流动特性：投放后球体被吸附至钢水缓冲腔内的出钢口上方，在锥形出钢口结构（半径小于球径）约束下形成过滤屏障。当转炉炉身转至水平位置时，钢水经挡渣球过滤后流出，残留熔渣被物理拦截 。该设计可使钢包渣层厚度降低20%以上。临近出钢结束时，将密度适中（通常为4.2~4.5g/cm³）的挡渣球投放到炉内出钢口附近。随着钢水液面的降低，挡渣球会逐渐下沉并堵住出钢口，从而有效防止熔渣进入钢包。
挡渣球的结构设计
挡渣球的结构设计至关重要，其中心通常采用铸铁块、生铁屑压合块或小废钢坯等材料作为骨架，外部则包裹耐火泥料。合理的挡渣球直径应稍大于出钢口直径，以确保挡渣效果。此外，针对熔渣过粘可能影响挡渣效果的问题，可以适当提前投入挡渣球来解决。
挡渣球的材料和制造工艺
挡渣球材料体系包含重金石（1-95%）、铁粒（0-79%）、铝酸盐水泥（5-15%）与镁沙（0-5%）。数据显示含BaSO₄≥65%的配方可减少硅铝钡钙合金消耗量（每炉节省3公斤以上） 。外层耐火材料多采用高铝浇注料或镁质浇注料，密度优化至4.5g/cm³以实现钢水与顶渣间的悬浮定位 。制造工艺采用加水混合振动成型法，通过调整原料配比控制球体耐熔蚀性能 。2024年披露的实用新型显示，部分产品以钢制实心球体为基核（直径140mm），外覆30mm耐火层形成复合结构。
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