含鎂剛玉-尖晶石澆注料的制備及流體動力學(xué)損毀模擬與優(yōu)化.pdf

1、隨著潔凈鋼冶煉技術(shù)的發(fā)展與鋼水潔凈度要求的提高，剛玉-尖晶石質(zhì)澆注料成為鋼包用主要耐火材料。而尖晶石的引入方式對澆注料性能有重要影響。本文首先通過數(shù)值模擬從流體動力學(xué)角度探索了鋼包澆鑄過程中下渣線移動及卷渣對包壁耐火材料損毀的影響，提出對包壁耐火材料的性能要求;然后采用含氧化鎂4wt％的剛玉骨料部分取代板狀剛玉骨料，研究了其取代量對剛玉-尖晶石澆注料結(jié)構(gòu)與性能的影響。主要結(jié)論如下:
　　(1)鋼包在澆鑄過程中，鋼包中鋼水和熔渣的混

2、合區(qū)域高度有60mm，鋼水與熔渣混合區(qū)域流動對鋼包包壁的沖刷損毀最嚴(yán)重;在鋼包內(nèi)設(shè)置直角擋壩后，鋼水和熔渣混合區(qū)域的高度降低了50％，有效減少了耐火材料的沖刷侵蝕面積。
　　(2)隨著含鎂剛玉骨料加入量由0wt％增大至75wt％，試樣分別經(jīng)1000℃×3h、1500℃×3h處理后，其常溫抗折強(qiáng)度分別提高了39.7％和92.4％，常溫耐壓強(qiáng)度分別提高了84.4％和74.2％;1500℃×3h處理后試樣經(jīng)1100℃水冷5次殘余強(qiáng)度保持

3、率提高了40％;靜態(tài)抗渣試驗(yàn)后，澆注料的滲透面積由20.6％降低為15.6％，侵蝕面積百分率由6.2％下降為1.3％。
　　(3)試樣經(jīng)1500℃×3h處理后，隨著含鎂剛玉骨料加入量由0wt％增大至75wt％，澆注料的基質(zhì)中微觀缺陷減少，且含鎂剛玉較板狀剛玉與基質(zhì)結(jié)合更加緊密，因此澆注料的顯氣孔率降低，體積密度、常溫強(qiáng)度增大;經(jīng)1500℃×3h處理后，富鋁尖晶石在骨料的氣孔和邊緣聚集，且富鋁尖晶石中的Al2O3含量提高，更有利于捕