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本文首先综述了精炼钢包内衬耐火材料及其面临的渣蚀损毁问题,并对抗渣侵蚀研究的现状与不足做了具体分析。针对基质是抗渣侵蚀的薄弱环节,研究了ZrO2前驱体和MgO微粉对刚玉-尖晶石质浇注料基质的增强作用,探讨了基质的粘、惯性阻力系数的变化规律。然后对阻力系数表达式进行优化拟合,提出了适合于铝镁浇注料基质的耦合材料微结构参数、流体性质和流动状态的阻力系数函数表达式；最后基于VOF模型,建立了熔渣向耐火材料内部渗透的数学模型,借助Fluent软件模拟了熔渣对刚玉-尖晶石浇注料的渣蚀渗透过程,并就熔渣性质和材料微结构参数对渗透过程的影响进行了分析。主要结论如下：1)适量ZrO2前驱体或者MgO微粉均能促进基质烧结,提高基质致密程度；ZrO2前驱体合适添加量为0.5wt%:MgO微粉有助于基质孔隙的微细化,添加量不超过4.5wt%时,能较明显增大基质的粘性和惯性阻力系数；基质的粘性阻力系数远大于惯性阻力系数,两者相差2-3个数量级,相比显气孔率,基质平均孔径对阻力系数有更大影响。2)基质热导率随ZrO2前驱体添加量的增加先增大再减小,随MgO微粉添加量的增加逐渐增大,添加0.5wt%的纳米ZrO2前驱体时,基质的热导率最大。随烧结温度提高,分别添加有ZrO2前驱体和MgO微粉的铝镁浇注料基质烧结性能均提高,但孔径逐渐增大,前者阻力系数随烧结温度提高呈现先增大后减小的趋势,后者阻力系数则一直减小；基质热导率随烧结温度的变化趋势与阻力系数相反。3)对显气孔率22%<ε<35%,平均孔径0.1μm<d<10μm的铝镁浇注料,其基质粘、惯性阻力系数关于显气孔率、平均孔径的函数关系式可表示如下：在1200℃-1600℃温度范围内,上述两式中的显气孔率ε(T)、平均孔径d(T),以及系数A(T)、B(T)与温度有如下函数关系：ε(T)=-4.9896+8.15e-3×T-3.05e-6×T2;d(T)=-3.0532+0.0032xT; A(T)=-2.12111×106+4485.94412xT-3.13124×T2+7.22653×10-4×T3;4)综合考虑熔渣流动及材料显微结构对渗透的影响,铝镁浇注料基质的粘、惯性阻力系数关于其显微结构参数、流体性质和流动状态的函数关系式可表示如下：该关系式适用范围：Re<0.1。5)采用VOF+多孔介质模型可以动态模拟熔渣的渗透过程,其模拟计算熔渣渗透深度小于Bilkerman方程所得结果。相比接触角,粘度对渗透的影响最大,表面张力的影响最小,且熔渣对浇注料渗透面积减小的幅度随粘度的上升而减小,随耐火材料与熔渣接触角的增大而增大；骨料孔径对熔渣渗透有重大影响,而显气孔率及基质结构参数对渗透的影响则较小,为确保材料的抗渣渗透性能,需严格控制骨料平均孔径大小