一、名词解释
正压强水口：水口内的任意一点的压强，均大于大气压。换言之，若在水口上任意一点开一小孔，钢水都会流出，而空气不会进入。
规则流，是指出水口后流股形状规则，表面光滑，在下降过程中直径逐渐变细，不间断。如果是水流，可见表面发光。相当于层流，对周围的空气卷吸少。进入下一容器声音小。
弥散流，是指出水口后流股形状不规则，表面粗糙，直径有变粗的趋势。流股中包裹大量空气，在下落过程中直径逐渐变粗，可能会发生间断。进入下一容器声音大。
 
二、现有挡渣法的局限性
在涵洞、小型水电站经常可以看到，水在流动过程中产生大大小小一连串的小漩涡，在进洞前合为一个大漩涡，吸入空气。可以漩涡分成“漩”与“涡”。所谓“漩”，是流体相邻质点由于速度不一致，互相缠绕，形成各个方向旋转的漩涡，使液面凹陷。所谓“涡”， 是指流体质点除受到重力外，水口边缘处的流体受到水口壁的摩擦力，速度最小；中心流体仅受液体本身的粘性力，速度最大。当液面高度低于某一值时，液体压强降低，造成水口上方流体供不应求，形成的贯通凹陷。“漩”与“涡”在水口上方合二为一，形成贯通漩涡，就会将上方的钢渣、空气卷吸入。“漩”产生的离心力加大了漩涡的强度。
在转炉出钢过程中，为了防止钢渣进入钢包，国内外发明了一系列挡渣方法。目前已知的转炉出钢挡渣方法有挡渣球法、挡渣塞法、挡渣料法、滑板法、气动挡渣法、避渣罩法、电磁挡渣法、出钢口吹气干扰涡流法、转动旋臂法、挡渣棒法、挡渣罐法、三孔出钢法、均流出钢口法、真空吸渣法、气动撇渣法、扒渣法、无旋涡水口法，等等。最常用的是挡渣塞法，现在中国正在大力推广的滑板法。这些虽然都各有千秋，但都没有考虑漩涡产生的原理，没有抑制漩涡的作用，也就不能控制出钢下渣。对于某些高级钢种，钢厂往往采用牺牲钢水收得率的方法，提前关闭水口，致使转炉、钢包、中包都有大量残钢无法得到利用；而对某些质量要求不太高的钢种，则任由钢渣混入钢水，虽然提高了钢水的收得率，但降低了钢水质量。
 
三、正压强水口的结构，作用机理

正压强水口示意图
1钢水汇聚区，2锥形过渡段，3坡形导流槽，4收缩整流段。
 
说明：

1. 坡形导流槽区：在钢水流向水口的区域，即来流方向，设置导流槽，通向水口。其结构为锥（台）体，粗端与会聚区相通。导流槽可以有多条，但必须与容器中间线暨水口中心为对称轴对称。其作用是稳定控制钢水水平流动方向，直指水口中心，避免因流股不对称产生旋转初速度。且坡形导流槽设置在容器底面以下，流动速度大，冲击钢水汇聚区液体，扰乱漩涡的形成条件，降低漩涡的强度。另外流动速度大，提高了出钢速度，保证对水口钢水供应。；
2. 钢水会聚区：通过导流区和其它区域到达的钢水会聚于水口上方的部位，其结构为圆台形，上大下小。其作用是扩大钢水通道面积，保证供应；
3. 钢流过渡段：上大下小的带锥度圆管，上端与会聚区相连。
4. 收缩整流段：水口系统末端，与过渡段相连。分为两部分，上部分为上大下小空心倒圆台形的收缩段，下部分为直筒段。直径比过渡段急剧缩小。其作用是降低水口壁处的钢水流速，减轻钢水对水口壁和滑板的摩擦，提高水口和滑板的寿命；同时降低整个水口内钢水流速，保证水口内的正压强，降低漩涡临界高度；将出口钢流变成规则流，减少钢水吸气卷渣。
5. 如果要安装滑板，则装在过渡段靠近整流段处，钢流与滑板摩擦力小。
6. 如果使用挡渣塞或挡渣球，则其密度界于钢水与钢渣之间，不会被漩涡吸下过早堵塞出钢口，可以做到：挡住渣、出净钢。

 
四、正压强水口水模试验结果
已有模型的水模试验结果：
 

水口 序号	漩涡临界高度 （mm）	流尽时间 （s）	流股	漩涡 强度
0-1	0-100	48	规则流	弱
0-2	80-150	26	弥散流	强
1#	0-100	22	规则流	弱
2#	0-60	23	规则流	弱
3#	0-90	18	规则流	弱
4#	0-20	48	规则流	无

注：

1. 水口0-1、0-2为旧水口、1#-4#为新水口。除4#外，水口最小内径全部为40mm。4#内径25mm；
2. 漩涡临界高度对应开始下渣的水位，值越大，下渣量越大；
3. 下渣量还与漩涡强度有关，漩涡越强，渣量越大；
4. 流尽时间对应出钢时间；
5. 规则流表示流股规则、光滑，钢流吸气少，进入下一容器气泡少，体积大，易上浮；
6. 弥散流表示流股粗糙，卷吸空气多，二次氧化多；进入下一容器气泡多，体积小，不易上浮；
7. 新水口比旧水口漩涡临界高度低，出钢时间短；
8. 综合1#-4#水口，可以设计出最优水口。

 
五、正压强水口应用产生的效果
正压强水口应用范围：转炉出钢系统、钢包水口系统、中包水口系统。可以配套滑板挡渣、挡渣塞、挡渣球、下渣监测系统。
正压强水口要解决的技术问题是提供一种钢水转移通道结构，即一套水口系统，使钢水在转移过程中达到如下效果：

1. 漩涡临界高度低，钢渣卷入钢水数量少或者没有，大幅度减少钢水精炼处理成本，提高钢水质量；
2. 钢水转移速度快，提高炼钢效率；
3. 转炉、钢包、中包残钢量少；
4. 提高水口、滑板寿命，降低材料成本，节省水口更换时间，提高作业率；
5. 水口内各处压力均大于大气压，保证不会从滑板处吸气，避免钢水二次氧化；
6. 钢水流出水口后形状规则，减少钢水出水口后的二次氧化，提高钢水质量。降低钢流对下一熔池的冲击强度，减少或避免卷渣发生，提高容器寿命；
7. 减少水口堵塞概率；
8. 提高钢包耐材寿命。

少渣、降本、节时、多钢、提质、增寿