兩相流中耐火材料沖蝕及其對(duì)鋼質(zhì)量的影響.pdf

1、在鋼鐵冶煉過(guò)程中，鋼液對(duì)耐火材料的沖蝕是耐火材料損毀的重要因素之一。本文采用高溫鋼液吹入氬氣模擬氣液兩相沖蝕實(shí)驗(yàn)，結(jié)合水模實(shí)驗(yàn)、數(shù)值模擬，研究了氣液兩相流作用下鋼液對(duì)鋁鎂系耐火材料的沖蝕行為及其與鋼中夾雜物的關(guān)系，并根據(jù)沖蝕機(jī)理分析，建立了沖蝕數(shù)學(xué)模型，為提高耐火材料壽命與鋼質(zhì)量提供指導(dǎo)。論文研究主要得到如下結(jié)論:
　　(1)鋼液對(duì)鋁鎂系耐火材料沖蝕速率可表示為沖蝕系數(shù)及耐火材料高溫抗剪切強(qiáng)度有關(guān)的函數(shù)式。結(jié)合高溫鋼液沖蝕實(shí)驗(yàn)、水

2、模實(shí)驗(yàn)與數(shù)模計(jì)算，采用量綱分析方法得到了耐火材料沖蝕模型的函數(shù)表達(dá)式。
　　(2)對(duì)剛玉質(zhì)、鋁鎂質(zhì)以及鎂質(zhì)耐火材料進(jìn)行高溫鋼液沖蝕實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)鋼液對(duì)耐火材料的沖蝕從基質(zhì)部位開始，當(dāng)鋼液壁面剪切力大于材料的臨界抗剪切強(qiáng)度時(shí)，基質(zhì)被沖蝕掉，基質(zhì)內(nèi)部形成孔洞，鋼液沿著孔洞或裂縫向內(nèi)部滲透;當(dāng)鋼液逐漸沖蝕掉骨料周圍的基質(zhì)，使骨料裸露在鋼液中時(shí)，骨料剝落。耐火材料沖蝕速率隨著沖蝕時(shí)間呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢(shì)，鋁鎂質(zhì)耐火材料抗沖蝕性優(yōu)于剛玉質(zhì)耐

3、火材料與鎂質(zhì)耐火材料。
　　(3)鋼中夾雜物的數(shù)量隨沖蝕時(shí)間逐漸增加，部分小的夾雜物會(huì)聚集長(zhǎng)大;不同耐火材料受鋼液沖蝕后剝落進(jìn)入鋼液中會(huì)以不同組成的物相存在于鋼液中，對(duì)鋼質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。
　　(4)氣泡運(yùn)動(dòng)使鋼液在耐火材料試樣表面附近形成氣液混合湍流流動(dòng)，與吹氬中間包中耐火材料表面附近的湍流流動(dòng)相似，該試驗(yàn)方法可用于模擬實(shí)際鋼液流動(dòng)對(duì)耐火材料的沖刷磨損。隨著吹氣量的增加，鋼液流動(dòng)速度逐漸增加，湍流流動(dòng)加劇，鋼液具有較大的速