.54 北京科技大学学报 2009年增刊1 1 OToL(OL0L). 解.程序的计算框图如图2所示 (开始 TFe 010=L0- 输人真空室压降， eMr(other) 读取设备参数 输人C,O,CvO 温度，Ar流量和 Mother TFe的初始值 废钢加人模式 脱碳反应模型如图1所示 Time=0 Po-KcoCsOs Cs Os Time-time+△r ● aKcp(Cv-Cs) aKoP(Cy-Cs) 联立公式1-7求解time 时刻的C,O,Cv,OTFe值 C O W 输出计算结果 C,O,Cv,OTFe值 Ge N Time>精炼时间 Top slago Y 结束 Dop Q 废钢 图2RH碳氧模型计算程序框图 C QC 应用VB语言，将RH脱碳数学模型编制成RH Q0, 86 真空脱碳模拟软件， 用 用于模型验证的RH设备参数见表1，钢包顶 渣成分见表2，提升气体流量为1200m3/min时，真 图1RH脱碳模型示意图 空室压力和温度随时间的变化见图3. 表1RH设备参数 2模型中主要参数的确定 真空室内径/ 浸渍管高度/ 浸渍管直径/ 钢包容量/ 2.1循环流量Q的确定 mm mm mm t 由于Kuw abara等人[可提出的公式考虑到真空 2138 1725 650 210 室压力对循环流量的影响，故循环流量Q选用 Kuw abara等人提出的公式进行计算： 表2钢包顶渣成分（质量分数） ÷ Q=11.4G1/3 D4/3[In(Po/Py)]1/3 (6) TFe Cao SiO2 Mgo Al203 Mno P205 2.2容积系数的确定 20.81843.9815.4416.31711.8022.3970.345 碳和氧传质的容积系数，aKc、aKo,与气液界 面的面积和真空室钢液的搅拌能有关，Kc/aKo= 1800 0.69.aKc的数值由Yamaguchi等提出的表达式来 1600·· ·温度 1400 确定， 12网 akc=aX10-30°.64s[C]≥100X10-6 1000 800 aKc=a×10-5Q°.64s[C][C]<100X10-6 600 400 (7) 200 真空室压力 在Yamaguchi等的研究中取a=2.6,但是随着 0 5 101520 25 30 时间/min RH设备脱碳能力的增强，aKc的数值成倍增长，在 本模型计算中取a=15.6. 图3真空室压力、温度随时间的变化（提升气体流量为1200 m/min) 3模型计算程序 模型计算值和实测值见图4，由图4可以看出 RH脱碳数学模型由式(1)~(5)来描述，采用 计算值和实际测量值吻合较好，由模型计算的降氧 自适应步长龙格一库塔法求解出常微分方程组的 量与降碳量的比值为0.8835，小于理论值1.33，钢Otopslag＝ 1 T OL （ OLQ－ OL）‚ OLQ＝ L O TFe TFe＋ MFe （％other） Mother ． 脱碳反应模型如图1所示． 图1 RH 脱碳模型示意图 2 模型中主要参数的确定 2∙1 循环流量 Q 的确定 由于 Kuwabara 等人［7］提出的公式考虑到真空 室压力对循环流量的影响‚故循环流量 Q 选用 Kuwabara 等人提出的公式进行计算： Q＝11∙4G 1／3D 4／3［ln（P0／PV）］ 1／3 （6） 2∙2 容积系数的确定 碳和氧传质的容积系数‚αKC、αK O‚与气液界 面的面积和真空室钢液的搅拌能有关‚αKC／αK O＝ 0∙69．αKC 的数值由 Yamaguchi 等提出的表达式来 确定． αKC＝α×10－3Q 0∙64S ［ C］≥100×10－6 αKC＝α×10－5Q 0∙64S ［ C］ ［ C］＜100×10－6 （7） 在 Yamaguchi 等的研究中取 α＝2∙6‚但是随着 RH 设备脱碳能力的增强‚αKC 的数值成倍增长‚在 本模型计算中取 α＝15∙6． 3 模型计算程序 RH 脱碳数学模型由式（1）～（5）来描述‚采用 自适应步长龙格－库塔法求解出常微分方程组的 解．程序的计算框图如图2所示． 图2 RH 碳氧模型计算程序框图 应用 VB 语言‚将 RH 脱碳数学模型编制成 RH 真空脱碳模拟软件． 用于模型验证的 RH 设备参数见表1‚钢包顶 渣成分见表2‚提升气体流量为1200m 3／min 时‚真 空室压力和温度随时间的变化见图3． 表1 RH 设备参数 真空室内径／ mm 浸渍管高度／ mm 浸渍管直径／ mm 钢包容量／ t 2138 1725 650 210 表2 钢包顶渣成分（质量分数） ％ TFe CaO SiO2 MgO Al2O3 MnO P2O5 20∙818 43∙981 5∙441 6∙317 11∙802 2∙397 0∙345 图3 真空室压力、温度随时间的变化（提升气体流量为1200 m 3／min） 模型计算值和实测值见图4‚由图4可以看出 计算值和实际测量值吻合较好．由模型计算的降氧 量与降碳量的比值为0∙8835‚小于理论值1∙33‚钢 ·54· 北 京 科 技 大 学 学 报 2009年 增刊1