挡渣球是用在转炉出钢口的功能性耐火材料,在转炉出钢后期,钢水液面降低,钢渣比较容易被出钢口的涡流带入转炉钢包中,将挡渣球抛入炉内出钢口的上方,通过钢水旋流作用将其吸往出钢口,利用其自身密度(4.0~4.5g·cm-3)与钢水(6.8~7.0g·cm-3)和渣层(2.6~3.0g·cm-3)之间的差异,置于两者之间,达到挡渣的目的。2007年,莱钢炼钢厂与泰东公司合作,研制开发了一种新型转炉出钢用均质挡渣球,该挡渣球采用转炉喷溅渣经过磁选之后的粒钢和高铝细粉等原材料,铝酸钙水泥作结合剂,制备了均质挡渣球,并在4座转炉上使用,使用效果良好,实现了钢渣的循环利用。
    为保证挡渣球在使用中处于钢水和钢渣的界面上,以原有的配重式挡渣球(其体积密度为4.0g·cm-3)为基础,选用硫钢（w（Fe）＝45％，w（Fe2O3）＝30％）、粒钢（w（Fe）＝85％，w（Fe2O3）＝10％）、钢精粉（w（Fe）＝5％，w（Fe2O3）＝85％）等体积密度较高且价格比较便宜的原料,同时引入w(Al2O3)=85%的高铝矾土细粉等耐火原料。挡渣球的使用量比较大,考虑批量生产,生产周期越短越好,且由于体积不大,在生产组织中考虑具有较早强度的结合剂,同时考虑半成品的堆积存放,必须要求早期强度较高,因此，选择了w(Al2O3)≥60%、w(Fe2O3)≤1.0%的铝酸钙水泥作为主要的结合剂,其初凝时间≥1h,终凝时间≤18h。
    减水剂对挡渣球的密度和强度都有很大影响,试验了柠檬酸钠(A)和三聚磷酸钠(B)两种减水剂,对比了二者的减水效果。在同样的加水量下,加入质量分数分别为0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%和0.8%的减水剂,制成试样,养护3天后,检测试样的抗折强度。结果表明,当减水剂加入量为0.2%时,抗折强度最高,减水效果好;在同样加入量的条件下,引入三聚磷酸钠的试样的抗折强度明显高于柠檬酸钠的。因此,选用0.2%(w)的三聚磷酸钠作为挡渣球的减水剂。然后确定均质挡渣球的配方，如表1所示。
表1 均质挡渣球配方（w）/%

    按表1称取各原料,将细粉、结合剂和减水剂在搅拌机中干混3 min,再加入硫钢、粒钢等颗粒料混合5min,再加水混合,加水量控制在6.5%~7.5%之间,再混合3 min。混合好后,放进专用模具中,在振动平台上进行振动成型。成型后自然养护6~8 h,脱模,脱模后再放置7天左右自然养护,排除游离水分就可以使用了。根据莱钢炼钢厂生产过程需要研制出两种不同规格的挡渣球,具体性能指标见表2。
表2 均质挡渣球的性能指标

    研制的均质挡渣球于2007年7月在炼钢厂4号转炉试用100个,挡渣成功率98%,比原有铸铁配重式挡渣球(挡渣成功率85%)提高13个百分点,钢包渣厚由原来的90 mm降低到70 mm,取得了良好的挡渣效果。因下渣量减少,合金的回收率、钢包寿命、钢水回磷量等指标均有较大幅度的提高,为下道工序生产创造了良好的条件。
（摘编自《莱钢科技》2011，№2）