兩相流中耐火材料沖蝕及其對鋼質量的影響.pdf

1、在鋼鐵冶煉過程中，鋼液對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驗，結合水模實驗、數(shù)值模擬，研究了氣液兩相流作用下鋼液對鋁鎂系耐火材料的沖蝕行為及其與鋼中夾雜物的關系，并根據(jù)沖蝕機理分析，建立了沖蝕數(shù)學模型，為提高耐火材料壽命與鋼質量提供指導。論文研究主要得到如下結論:
　　(1)鋼液對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度有關的函數(shù)式。結合高溫鋼液沖蝕實驗、水

2、模實驗與數(shù)模計算，采用量綱分析方法得到了耐火材料沖蝕模型的函數(shù)表達式。
　　(2)對剛玉質、鋁鎂質以及鎂質耐火材料進行高溫鋼液沖蝕實驗，發(fā)現(xiàn)鋼液對耐火材料的沖蝕從基質部位開始，當鋼液壁面剪切力大于材料的臨界抗剪切強度時，基質被沖蝕掉，基質內部形成孔洞，鋼液沿著孔洞或裂縫向內部滲透;當鋼液逐漸沖蝕掉骨料周圍的基質，使骨料裸露在鋼液中時，骨料剝落。耐火材料沖蝕速率隨著沖蝕時間呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢，鋁鎂質耐火材料抗沖蝕性優(yōu)于剛玉質耐

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