氧化铝耐火材料制备中热应力有限元分析

摘要

氧化铝耐火材料在制备过程中所产生的裂纹等轻微损伤，是潜在的安全风险。为提高材料的使用性能，研究了在烧成过程中模型尺寸、热处理温度、升温速率、降温速率以及气孔率等因素对氧化铝耐火材料裂纹产生的影响。结果表明：在模型尺寸增大时，对应的最大热应力值也随之增大，产生裂纹的风险也越大；最大热应力峰值出现在1 200～1 600℃温度区间内；只改变1 000～1 350℃温度区间内的升温速率时，升温速率越大对应的最大热应力值越大；窑炉从1 600℃降到室温时，降温初期最大热应力值迅速增大，且降温速率越大对应的最大热应力值越大；对于气孔率分别为5%、7%和10%的氧化铝砖坯，在相同的烧成条件下，气孔率10%砖坯的最大热应力值于1 200℃、1 300℃、1 400℃及1 500℃均最小，因此气孔率为10%比5%和7%更有利于降低烧成过程中裂纹产生的风险。

关键词

氧化铝耐火材料 / 有限元分析 / 热应力场 / 裂纹