RH真空精炼循环流动数值研究进展
RH真空精炼循环流动数值研究进展
王晓冬1 韩 杰1,2 闫 熠1 张 宇1 王维娜1 巴德纯1 屠基元3
(1.东北大学真空与流体工程研究所 沈阳 110819;2.辽宁石油化工大学职业技术学院 抚顺 113001;3.墨尔本皇家理工大学机械工程与航空学院 澳大利亚 3083)
摘要：RH 真空精炼是炉外真空精炼设备中处理量最大、处理果最好、发展最快的设备之一，是当前大批量制取纯净钢材的主要工艺手段。RH 真空精炼循环流动受RH 几何参数、吹氩条件等因素影响，一直受到研究者和生产者的关注。
由于冶炼环境的限制，来至RH 真空精炼现场的实验数据较少，准确性难以保证。采用水模型进行的RH 真空精炼物理模拟，其内部流动和均混时间的测定也受到实验条件、检测手段等限制，循环流量和流场结构对真空精炼效率和精炼效果的影响研究以定性分析为主。计算流体力学(CFD)作为研究单相流动、多相流与传热问题的重要手段，已经成为理解RH 真空精炼循环流动机制、研究RH循环流动规律、改进RH 结构、优化吹氩条件的重要方法，并在实践中得到验证。
本文介绍了RH 循环流动数值模拟的理论模型、数值求解策略、特定RH 水模型结构参数和操作参数条件下的数值模拟结果，分析比较了不同上升管/下降管直径、上升管、下降管间距、浸入钢水深度、上升管/下降管与轴线的偏心距等对循环流动的影响，比较和分析了吹氩流量、吹氩管直径、吹氩管数量、分布等吹氩条件对循环流动的影响，并与实验结果作了对比。
数值模拟结果表明，通过改变RH 真空精炼上升管/下降管几何参数、吹氩条件，可明显影响循环流动特性，对提高RH 循环效率、缩短均混时间、改进RH 精炼工艺具有指导意义。
关键词 RH 真空精炼 循环流动 多想流动 理论建模 数值模拟
基金项目：中澳国际合作项目(No. 74404015);辽宁省自然基金项目(No. 20102073);回国博士启动基金项目(No. 18504032)
