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一、背景
为避免钢包水口部位的钢水被冻结,要在钢包水口内填充引流砂。引流砂的作用机理在于：钢水注入钢包的初期,水口上表面的引流砂接触钢水后迅速烧结而阻碍了熔融钢水的渗透,烧结层在下部引流砂的支撑下能够承受钢水的静压力而不被破坏；同时引流砂的烧结速度变慢，烧结层保持有一定的厚度。而开浇时下部的未烧结的引流砂因自重作用下落，烧结层失去支撑，导致烧结层在钢水的重力作用下破碎，实现开浇(图1)。
图1引流砂示意图
如果钢水不能自动流出，则需要采用烧氧方式引流(图2)，这不仅损毁滑动水口，还造成部分钢水的二次氧化，影响铸坯质量，而且对操作工人构成安全隐患。钢水不能开浇还会导致中间包液面偏低，甚至连铸生产线被迫中断等现象。
图2烧氧引流
二、引流砂分类
钢包滑动水口用引流砂从开始发展到现在，从材质上进行分类，总共产生了六种类型的引流砂：
1、炭质材料
早期的引流砂从防止烧结，防止与钢水浸润的观点出发，选用碳质材料为主体。某钢厂用引流料下部用碳粉0.5kg，上部覆盖白渣粉（主成分为C2S）1.5~2kg，自动开浇率～50%；某钢厂电炉钢包引流料下部用焦炭屑0.5~1kg，上部用白渣粉4~5kg，自动开浇率80%~85%；某钢厂电炉钢包引流料为焦屑+铝屑(95:5)1~1.5kg，自动开浇率＞99%。
2、硅质引流砂
硅质引流砂SiO%~95%，K2O+Na2O2.0%~3.0%，Al2O32.0%~4.0%，熔点~℃。在出钢温度~℃和出钢至开浇45min以内，以及操作合理的钢厂，自然开浇率可达96%以上。国内外有很多钢厂都用过此类引流砂。
3、镁橄榄石质引流砂
镁橄榄石的基本性能可以满足引流砂的要求，是一种廉价的引流砂。但实际使用时，模铸的自动开浇率可达95%，连铸时，自动开浇率低，现在在钢厂使用比例大约15%~20%。
4、铬铁矿质引流砂
铬砂一般采用铝铬铁矿或富铬尖晶石，其Cr2O%~35%，FeO14%~17%，MgO12%~18%，Al2O%~25%，SiO22%~12%，耐火度~℃，这种引流砂也用于出钢温度≥℃和出钢至开浇时间在80min左右的钢厂。国内外钢厂用此种引流砂年开浇率达99.7%。
5、锆质引流砂
锆砂一般含锆砂45~55%，铬砂30~40%，河砂5~25%，其它杂质总量≤1%，其耐火度≥℃。出钢温度≥℃，出钢至开浇90~min的钢厂，使用这种引流砂的月自开率可达到94%。
6、高铝质引流砂
主要以高铝质原料为主的引流砂，由于其耐火度较高，与钢水接触不发生反应，而且成分易于控制，是一种新型的引流砂。本公司在结合迁钢提出的要求后，开发的非反应性引流砂就是基于高铝质原料的引流砂的特点，此种非反应性引流砂（如图3所示）在迁钢做了大量的实验，不仅开浇率达到了99%以上，而且也满足迁钢某特殊钢种的要求。
图3非反应引流砂
这么多种类的引流砂的更替，除了钢铁连铸的快速发展，要求越来越高的因素外，还与它们自身的一些优缺点有关系，如表1所示。
表1各种引流砂对应的优缺点
分类
优点
缺点
碳质引流砂
防止烧结，防止与钢水浸润
与钢水接触时间长时容易增炭，而且不易控制
硅质引流砂
价格便宜，很大程度降低了生产成本
硅质引流砂自动开浇率不高，严重影响了连铸工艺的生产效率和高品质钢种的发展
镁橄榄石质引流砂
呈弱碱性，有利于中间包碱性环境的形成
其烧结性能难于控制，需加入铬矿砂控制烧结
铬质引流砂
其烧结性能好、开浇率高
铬矿砂价格昂贵，不仅提高了生产成本，还对环境带来污染
锆质引流砂
开浇率非常高，没有附着物
价格非常昂贵，而且需要配合铬砂使用，对环境也有污染
高铝质引流砂
与钢水不反应，大部分适用人工合成材料，成本易于控制，而且无污染
对一些原材料的要求比较苛刻
参考文献
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