·456· 工程科学学报，第40卷，第4期 图1不同提升气体流量下真空室内的气泡存在形式.(1)1500Lmin1:(2)2000L·mim1:(3)2500L·min1:(4)3000L·min1:(5) 3500 Lmin-:(6)4000Lmin-1 Fig.1 Types of bubbles in different lifting gas flows:(1)1500L.min-(2)2000 L.min-:(3)2500 L.min-1:(4)3000L*min-1:(5)3500 L'min-1:(6)4000 L.min-1 加在2000L·min-1时气泡开始出现聚合，聚合后的 26 气泡仍具有单独气泡的形状.当提升气体量进一步 25 增加达到2500L·min-时气泡进一步聚合在一起， 24 真空室内小气泡数量增多.在3000Lmin1时，大气 23 泡聚集在一起形状开始发生显著改变.当提升气体 量达到3500L·min-1后，大气泡破碎带来真空室内 21 20 提并汽体流量 扰动.提升气体量进一步增加，真空室内气泡间碰 1500Lmin ◆-2500L·min 撞破碎越剧烈. 9 -▲-3500L·minl 2.1上升管含气率 18 随着真空室液面高度升高，气泡上升空间增加， 40 80 100 120 真空室液面高度mm 上升速度增加，易脱离上升管.所以上升管内的含 图2上升管内的含气率与真空室液面高度间的关系 气率会不断下降，但是变化幅度较小，在1.5%以 Fig.2 Relation between the liquid level and gas fraction in the up 内.并且在不同液面高度范围内，含气率变化趋势 leg 也不同. H循环反应器内气泡在上升管内的运动状态 从表3中可以看出，当真空室液面高于80mm 是两相流在圆管的流动过程的延续，会随含气量的 时，真空室液面的高度不再是影响上升管内气液两 变化发生碰撞和聚合.当气泡进入真空室中，气泡 相流状态的主要因素.而吹气量作为影响含气率的 的运动状态与上升管内的运动状态同步.由图2可 主要因素，会直接影响上升管内气液两相流的状态 以看出随着真空室液面的增加，上升管内的含气率 真空室液面高度在50~80mm范围内，对上升管内 逐渐减少.但是真空室液面增高，气泡运动行程可 含气率的影响比较显著.所以在控制优化Ar气泡 以分布的区域增加，与钢液作用时间增加.而在上脱碳过程时，应控制真空室液面高度在此范围内，配 升管内停留时间降低，则引起含气率下降.50mm 合吹气量，寻找最优的精炼参数. 和80mm是两个分界点，含气率在两处的变化曲线 图3为真空室液面高度为50、80和110mm条 斜率发生改变，对应真空室内气液两相流的流动形 件下时吹气量对上升管内含气率的影响.从图中可 式也发生改变.表3总结归纳真空室内液面高度对 以看出，随着吹气量增加上升管内的含气率逐渐上 含气率及气液两相流分布规律的影响关系. 升，上升管内的含气率的变化范围为16%~22%工程科学学报，第 40 卷，第 4 期 图 1 不同提升气体流量下真空室内的气泡存在形式． ( 1) 1500 L·min － 1 ; ( 2) 2000 L·min － 1 ; ( 3) 2500 L·min － 1 ; ( 4) 3000 L·min － 1 ; ( 5) 3500 L·min － 1 ; ( 6) 4000 L·min － 1 Fig． 1 Types of bubbles in different lifting gas flows: ( 1) 1500 L·min － 1 ; ( 2) 2000 L·min － 1 ; ( 3) 2500 L·min － 1 ; ( 4) 3000 L·min － 1 ; ( 5) 3500 L·min － 1 ; ( 6) 4000 L·min － 1 加在 2000 L·min － 1时气泡开始出现聚合，聚合后的 气泡仍具有单独气泡的形状． 当提升气体量进一步 增加达到 2500 L·min － 1时气泡进一步聚合在一起， 真空室内小气泡数量增多． 在 3000 L min － 1时，大气 泡聚集在一起形状开始发生显著改变． 当提升气体 量达到 3500 L·min － 1后，大气泡破碎带来真空室内 扰动． 提升气体量进一步增加，真空室内气泡间碰 撞破碎越剧烈． 2. 1 上升管含气率 随着真空室液面高度升高，气泡上升空间增加， 上升速度增加，易脱离上升管． 所以上升管内的含 气率会不断下降，但是变化幅度较小，在 1. 5% 以 内． 并且在不同液面高度范围内，含气率变化趋势 也不同． ＲH 循环反应器内气泡在上升管内的运动状态 是两相流在圆管的流动过程的延续，会随含气量的 变化发生碰撞和聚合． 当气泡进入真空室中，气泡 的运动状态与上升管内的运动状态同步． 由图 2 可 以看出随着真空室液面的增加，上升管内的含气率 逐渐减少． 但是真空室液面增高，气泡运动行程可 以分布的区域增加，与钢液作用时间增加． 而在上 升管内停留时间降低，则引起含气率下降． 50 mm 和 80 mm 是两个分界点，含气率在两处的变化曲线 斜率发生改变，对应真空室内气液两相流的流动形 式也发生改变． 表 3 总结归纳真空室内液面高度对 含气率及气液两相流分布规律的影响关系． 图 2 上升管内的含气率与真空室液面高度间的关系 Fig． 2 Ｒelation between the liquid level and gas fraction in the up leg 从表 3 中可以看出，当真空室液面高于 80 mm 时，真空室液面的高度不再是影响上升管内气液两 相流状态的主要因素． 而吹气量作为影响含气率的 主要因素，会直接影响上升管内气液两相流的状态． 真空室液面高度在 50 ～ 80 mm 范围内，对上升管内 含气率的影响比较显著． 所以在控制优化 Ar 气泡 脱碳过程时，应控制真空室液面高度在此范围内，配 合吹气量，寻找最优的精炼参数． 图 3 为真空室液面高度为 50、80 和 110 mm 条 件下时吹气量对上升管内含气率的影响． 从图中可 以看出，随着吹气量增加上升管内的含气率逐渐上 升，上升管内的含气率的变化范围为 16% ～ 22% · 654 ·