随着连铸技术的发展,人们越来越重视耐火材料的热机械性能。耐火材料滑板作为铸钢过程中精确控制钢水流量的重要部件,提高其性能和使用寿命至关重要。滑板是一个多组分体系,在铸钢过程中其温度会急剧变化（约1600℃）,滑板受热后由于内部各组分的热膨胀系数不匹配,从而引起局部区域热应力集中而形成微裂纹,造成热机械侵蚀。此外,由于滑板在使用过程中会接触高温钢水和熔渣,滑板与钢液间会发生一系列化学反应,造成滑板的热化学侵蚀。机械和化学侵蚀导致滑板最终的损毁失效。在本文中,研究多组分耐火材料滑板在铸钢过程中微观组织演变及其热机械侵蚀行为,对提升耐火材料性能具有重要的意义。本研究以铝碳质（Al2O3-C）复合耐火材料滑板为研究对象,采用静态坩埚法测试不同组分耐火材料的抗侵蚀性,采用高温动态杨氏模量试验方法、热膨胀试验等方法获得不同成分的材料属性参数,建立多种材质组成的复合材料本构模型及相关的接触模型、磨损模型等,采用有限元法研究该复合材料在铸钢过程中的温度场、应力场、应变场,揭示铸钢过程中耐火材料滑板的热应力变化行为和传热规律;探究耐火材料内部的热机械侵蚀机理;最后采用正交优化设计法优化出最佳的复合结构尺寸。研究结果表明:（1）试样的组织越致密,显气孔率越小,试样的抗侵蚀性能越好。以板状刚玉为主原料的试样抗侵蚀性比以铝矾土为主原料的试样好。硅粉的加入有助于提高耐火材料的抗侵蚀性,当试样中的铝硅比减小时,试样的抗侵蚀性能越好。在本研究中,试样的铝硅比为3:5时,试样的抗侵蚀性能最好。（2）滑板的侵蚀过程为:在高温使用条件下,滑板中的C被熔渣中的[O]氧化后形成间隙或孔洞,熔渣中Ca、Fe、Mn、Mg等元素的氧化物沿着间隙或孔洞进入滑板基质中,刚玉骨料或铝矾土骨料中。Al元素以及基质中的其他元素向熔渣中渗透,形成以Si、Al、Mn、Ca、O、Mg等元素为物相组成的侵蚀层。侵蚀层经过高温烧结产生收缩,形成不规则裂纹,加剧熔渣继续向滑板内部渗透侵蚀,最后导致滑板损毁失效。（3）对滑板在铸钢过程中的热应力变化行为进行数值模拟,模拟结果表明两种滑板在钢水浇铸的瞬间,浇铸孔附近温度瞬间升高,越远离浇铸孔位置的节点温度越低。耐火材料滑板的纵向截面温度梯度比横向截面更大,温度下降得更快。热应力主要集中在滑板的浇铸孔附近,表明热裂纹容易在此处萌生。（4）在浇铸孔内壁两种滑板由于钢液的冲刷而受压应力,浇铸孔周围由于温度差主要以拉应力为主,滑板外围受到钢箍的紧固力作用主要以压应力为主。但是Ⅱ型复合结构滑板在浇铸孔内壁所受的压应力远大于Ⅰ型结构滑板,而Ⅱ型复合结构滑板外围受到的压应力却更小。（5）由于Ⅱ型复合结构滑板所用的两种耐火材料热物理性能不同,和钢液接触的耐火材料导热率更大,因此Ⅱ型复合结构滑板此部分导热更快,相比于Ⅰ型结构滑板,Ⅱ型复合结构滑板内部温度更快均匀化,热应力降低更快。（6）复合结构滑板热应力的最大值总是出现在材料TC与材料BX接触的圆角附近（P3处）。热应力的最大值随着材料TC厚度和圆角半径的增大而减小,但随着材料TC高度和摩擦系数的增大而增大。（7）复合结构滑板的材料TC厚度对热应力的影响比较显著,但是圆角半径对热应力影响较小。采用正交优化设计方法找出的最优结构参数方案为A1B4C1D4E1,即材料TC长边尺寸为142.5mm,短边尺寸为72.5mm,材料TC厚度为22.8mm,材料TC高度为16mm,材料TC圆角半径为10mm,摩擦系数为0.5。滑板优化后的热应力最大值仅为246.1MPa,热应力最大程度上减小117.6MPa。