刘洋等：210RH精炼过程的混匀特性 19* 致下降流股右侧的回流区较小，涡心靠近包壁，而PV (艾新港，李胜利，包燕平，等.H工艺及吹气孔堵塞对钢液 测速结果的回流区较大，涡心靠近下降流股：图7() 混匀的影响.炼钢，2011,27(4)：58) 中，两侧回流区对称，从涡心往上速度越来越大，下降 [4]Han J,Wang X D,Ba DC.Physical simulation on circulating flow rate and mixingcharacteristics in RH vacuum refining process. 管两侧靠近液面区域速度达0.03m·s1:图7(c)中， J Northeastern Unig Nat Sci,2013,34(7):975 两回流区相互影响较小，没有发生交汇，上升管两侧靠 (韩杰，王晓冬，巴德纯.RH真空精炼过程循环流量与混合特 近液面区域速度达0.03ms1 性的物理模拟.东北大学学报：自然科学版，2013,34(7)： 975) 3结论 [5]Ajmani S K,Dash S K,Chandra S,et al.Mixing evaluation in (1)不同的浸渍管浸入深度下，H真空精炼混匀 the RH process using mathematical modelling.IS/J Int,2004,44 (1):82 时间随着吹气量的增加而呈现减小的趋势，并且减小 [6]Lin L,Bao Y P.Feng Y,et al.Physical model of fluid flow char- 地越来越慢.不同吹气量下，混匀时间随着浸入深度 acteristics in RH-TOP vacuum refining process.Int Miner,Met- 的增加先减小后增大.随着浸入深度增大，依靠增大 all Mater,2012,19(6):483 吹气量来缩短混匀时间变得越来越难. Piao F Y,Zheng S G,Zhu M Y.A water modeling study on cir- (2)RH混匀时间随真空室压力的增加而增加： culation flow characteristics of liquid in 145 t RH vacuum refining H在进行轻处理工艺时，混匀时间较本处理增加不 unit.Spec Steel,2014,35 (1)1 是很大，能很好地对钢液进行搅拌混匀.RH混匀时间 (朴峰云，郑淑国，朱苗勇.145tRH真空精炼装置内钢液循环 流动特性的水模型研究.特殊钢，2014,35(1)：1) 随着吹气孔堵塞个数的增加先减小后增加：为了不影 8] Tsujino R,Nakashima J,Hirai M,et al.Numerical analysis of 响钢液混匀，吹气孔堵塞个数不应超过两个 molten steel flow in ladle of RH process.IS/J Int,1989,29 (7): (3)RH精炼过程中，钢包内的流体运动主要是从 589 下降管到上升管的循环流动以及下降流股周围的回流 [9]Yu N W,Wei J H,Fan YY,et al.Water modelling study on 运动，不活跃区域主要集中在液面下浸渍管浸入深度 flow characteristics of molten steel in RH process.J Shanghai 范围内.根据RH钢包流场的特点，钢包流场可以划 Unig Nat Sci,1997,3(Suppl 1)189 (郁能文，魏季和，樊养颐，等.RH过程中钢液流动特性的水 分为混匀层、过渡层与不活跃层 模拟研究.上海大学学报：自然科学版，1997,3（增刊1）： 189) 参考文献 [10]Guo HJ,Li N,Shen TT.Study on molten steel flow mechanism in 210 t RH snorkels by water model experimental.Unin Sci [1]Jiang X Y,Wei J H,Wen LJ,et al.Flow and mixing character- Technol Beijing,2011,33 (Suppl 1):6 istics of molten steel in a 150 t RH degasser and influence of gas (郭汉杰，李宁，申甜甜.210tRH浸渍管内钢液流动机理的 injection port diameter.Shanghai Met,2007,29(2):34 水模型实验研究.北京科技大学学报，2011,33（增刊1）：6) (蒋兴元，魏季和，温丽娟，等.150RH装置内钢液的流动和 0] Zhu M Y,Sha J,Huang ZZ.Numerical simulation of molten 混合特性及吹气管直径的影响.上海金属，2007,29(2)：34) steel flowin a RH degasser.Acta Metall Sin,2000,36(11): 2]Geng D Q.Lei H,Zhang X W,et al.Water modeling study on 1175 circulating flow rate and mixing characteristics in RH-PTB (朱苗勇，沙骏，黄宗泽.RH真空精炼装置内钢液流动行为 process.J Northeastern Unig Nat Sci,2010,31(8):1126 的数值模拟.金属学报，2000,36(11)：1175) (耿佃桥，雷洪，张兴武，等.H一TB循环流量和混合特性的 [12]Zhang L,Sun Y H,Zhu J F,et al.Numerical simulation of liq- 水模型研究.东北大学学报：自然科学版，2010,31(8)： uid steel flowing in RH refining process and its application.J 1126) Univ Sci Technol Beijing,2009,31(7):821 3]Ai X G,Li S L,Bao Y P,et al.Influence of RH process and (张琳，孙彦辉，朱进锋，等.RH精炼过程钢液流动数值模拟 noazle blocking on mixing time.Steelmaking,2011,27 (4):58 和应用.北京科技大学学报，2009,31(7)：821)刘 洋等: 210tＲH 精炼过程的混匀特性 致下降流股右侧的回流区较小，涡心靠近包壁，而 PIV 测速结果的回流区较大，涡心靠近下降流股; 图 7( b) 中，两侧回流区对称，从涡心往上速度越来越大，下降 管两侧靠近液面区域速度达 0. 03 m·s － 1 ; 图 7( c) 中， 两回流区相互影响较小，没有发生交汇，上升管两侧靠 近液面区域速度达 0. 03 m·s － 1 ． 3 结论 ( 1) 不同的浸渍管浸入深度下，ＲH 真空精炼混匀 时间随着吹气量的增加而呈现减小的趋势，并且减小 地越来越慢． 不同吹气量下，混匀时间随着浸入深度 的增加先减小后增大． 随着浸入深度增大，依靠增大 吹气量来缩短混匀时间变得越来越难． ( 2) ＲH 混匀时间随真空室压力的增加而增加; ＲH 在进行轻处理工艺时，混匀时间较本处理增加不 是很大，能很好地对钢液进行搅拌混匀． ＲH 混匀时间 随着吹气孔堵塞个数的增加先减小后增加; 为了不影 响钢液混匀，吹气孔堵塞个数不应超过两个． ( 3) ＲH 精炼过程中，钢包内的流体运动主要是从 下降管到上升管的循环流动以及下降流股周围的回流 运动，不活跃区域主要集中在液面下浸渍管浸入深度 范围内． 根据 ＲH 钢包流场的特点，钢包流场可以划 分为混匀层、过渡层与不活跃层． 参 考 文 献 ［1］ Jiang X Y，Wei J H，Wen L J，et al． Flow and mixing character￾istics of molten steel in a 150 t ＲH degasser and influence of gas injection port diameter． Shanghai Met，2007，29( 2) : 34 ( 蒋兴元，魏季和，温丽娟，等． 150tＲH 装置内钢液的流动和 混合特性及吹气管直径的影响． 上海金属，2007，29( 2) : 34) ［2］ Geng D Q，Lei H，Zhang X W，et al． Water modeling study on circulating flow rate and mixing characteristics in ＲH-- PTB process． J Northeastern Univ Nat Sci，2010，31( 8) : 1126 ( 耿佃桥，雷洪，张兴武，等． ＲH--PTB 循环流量和混合特性的 水模型研 究． 东 北 大 学 学 报: 自 然 科 学 版，2010，31 ( 8 ) : 1126) ［3］ Ai X G，Li S L，Bao Y P，et al． Influence of ＲH process and nozzle blocking on mixing time． Steelmaking，2011，27( 4) : 58 ( 艾新港，李胜利，包燕平，等． ＲH 工艺及吹气孔堵塞对钢液 混匀的影响． 炼钢，2011，27( 4) : 58) ［4］ Han J，Wang X D，Ba D C． Physical simulation on circulating flow rate and mixingcharacteristics in ＲH vacuum refining process． J Northeastern Univ Nat Sci，2013，34( 7) : 975 ( 韩杰，王晓冬，巴德纯． ＲH 真空精炼过程循环流量与混合特 性的物理模 拟． 东 北 大 学 学 报: 自 然 科 学 版，2013，34 ( 7 ) : 975) ［5］ Ajmani S K，Dash S K，Chandra S，et al． Mixing evaluation in the ＲH process using mathematical modelling． ISIJ Int，2004，44 ( 1) : 82 ［6］ Lin L，Bao Y P，Feng Y，et al． Physical model of fluid flow char￾acteristics in ＲH--TOP vacuum refining process． Int J Miner，Met￾all Mater，2012，19( 6) : 483 ［7］ Piao F Y，Zheng S G，Zhu M Y． A water modeling study on cir￾culation flow characteristics of liquid in 145 t ＲH vacuum refining unit． Spec Steel，2014，35( 1) : 1 ( 朴峰云，郑淑国，朱苗勇． 145t ＲH 真空精炼装置内钢液循环 流动特性的水模型研究． 特殊钢，2014，35( 1) : 1) ［8］ Tsujino Ｒ，Nakashima J，Hirai M，et al． Numerical analysis of molten steel flow in ladle of ＲH process． ISIJ Int，1989，29( 7) : 589 ［9］ Yu N W，Wei J H，Fan Y Y，et al． Water modelling study on flow characteristics of molten steel in ＲH process． J Shanghai Univ Nat Sci，1997，3( Suppl 1) : 189 ( 郁能文，魏季和，樊养颐，等． ＲH 过程中钢液流动特性的水 模拟研究． 上海大学学报: 自 然 科 学 版，1997，3 ( 增 刊 1 ) : 189) ［10］ Guo H J，Li N，Shen T T． Study on molten steel flow mechanism in 210 t ＲH snorkels by water model experimental． J Univ Sci Technol Beijing，2011，33 ( Suppl 1) : 6 ( 郭汉杰，李宁，申甜甜． 210t ＲH 浸渍管内钢液流动机理的 水模型实验研究． 北京科技大学学报，2011，33( 增刊 1) : 6) ［11］ Zhu M Y，Sha J，Huang Z Z． Numerical simulation of molten steel flowin a ＲH degasser． Acta Metall Sin，2000，36 ( 11) : 1175 ( 朱苗勇，沙骏，黄宗泽． ＲH 真空精炼装置内钢液流动行为 的数值模拟． 金属学报，2000，36( 11) : 1175) ［12］ Zhang L，Sun Y H，Zhu J F，et al． Numerical simulation of liq￾uid steel flowing in ＲH refining process and its application． J Univ Sci Technol Beijing，2009，31( 7) : 821 ( 张琳，孙彦辉，朱进锋，等． ＲH 精炼过程钢液流动数值模拟 和应用． 北京科技大学学报，2009，31( 7) : 821) · 91 ·