精炼钢包缝隙式透气砖内钢液渗透行为

钢包精炼中，广泛采用缝隙式透气砖进行吹氩搅拌，来实现均匀钢水成分和温度、促进夹杂物上浮的目的。缝隙式透气砖由耐火材料制成，形如截头圆锥，上面布有缝隙，垂直安装在钢包底部。如果透气砖参数设计不合理，钢水在静压力作用下会渗透到透气砖缝隙内。随着温度的降低，渗入的钢液会凝固并堵塞透气砖缝隙通道，从而引起透气砖透气性不好甚至不透气，严重影响生产。

东北大学的学者研究分析了钢包缝隙式透气砖内钢液的渗透机理，并依据缝隙内渗透金属液的动量守恒及能量守恒，建立了描述缝隙内钢液渗透的数学模型，对钢液渗透的动力学行为进行了研究，理论计算结果与试验数据进行了对比。研究结果表明，透气砖缝隙内钢液渗透主要是由于黏附力达到极限导致的，渗透一旦发生，金属液会在较短时间内迅速渗入透气砖缝隙；受缝隙长度影响，钢液的渗透过程存在不稳定渗透阶段，之后渗透深度达到最大值，并不再发生变化，研究结果为底喷粉元件抗渗透性设计提供了依据。