精炼钢包刚玉基耐火材料冲蚀的有限元分析

摘 要：本文根据精炼钢包耐火材料的使用工艺条件，采用Johnson.cook模型，通过与实验值的对比，利用有限元模拟方法计算r刚玉基耐火材料在高温服役条件下的冲蚀率，研究了冲蚀角、冲蚀物速度、冲蚀物粒径和材料气孔率与冲蚀率之间的关系。结合耦合固液传热的精炼钢包钢液流场，对钢包精炼过程的冲蚀情况进行了分析和探讨。结果表明：采用Johnson—cook模型模拟高温条件下耐火材料以塑性切削为主的冲蚀，模型正确、参数合理;冲蚀角在150一300小角度范围内，冲蚀率较大，随后随着冲蚀角的增大而下降;冲蚀率与冲蚀物速度、冲蚀物尺寸、气孔率均呈现指数变化关系;精炼钢包刚玉基耐火材料主要是承受小角度切削冲蚀，服役过程中形成高熔点致密界面层能有效改善其抗冲蚀损毁。