二次精炼的搅拌和混合工艺的研究

机器人

次精炼的效果有脱碳、脱气、脱氧和夹杂物上浮分离等多方面，但基础操作是搅拌，作为搅拌方法有气体搅拌法、电磁搅拌法和利用吐出钢水流的搅拌法，增加搅拌力可以提升搅拌。另外，在实际操作中控制搅拌力是很重要的。以下的评价技术也取得了发展。

       （1）搅拌动力密度考虑到钢水搅拌对二次精炼脱碳处理时脱氧生成物的聚集和上浮分离的影响，1975年Nakanishi等人首次引进了用底吹气体搅拌钢水的搅拌能供给速度（搅拌动力密度）这一概念，它已成为操作管理上的重要指标。底吹气体的搅拌动力密度是指气体搅拌钢水形成的功，它可考虑①喷口附近温度上升产生的膨胀功和②熔池内上升的静压变化产生的膨胀功进行计算。

       （2）钢水的循环钢水的搅拌强度与熔池内钢水的循环流动有很大的关系。因此，对这种循环流动进行定量化和测定钢水的环流速度在操作上是很重要的。在80年代就提出了几种根据气泡浮力产生的能量和因摩擦损失而丧失能量的平衡计算来推定RH中钢水环流量的公式。

       （3）均匀混合时间在喷吹气体的精炼装置中，如何减少装置内钢液静止下来的死空间（Deadspace），如何促进反应物质向反应界面的传递，取决于装置的性能。基于这一种观点，提出了均匀混合时间作为表示装置混合特性的参数，它有助于对搅拌力的评价。

       （4）采用数值模拟技术对炉内搅拌混合的解析由于近年来数值模拟技术取得了显著的发展，因此已可以对炉内的搅拌和混合状况进行推定。另外，在RH工艺中，将三维流体模拟和脱碳反应模型组合后可知，RH的混合特性接近完全混合，钢包内的不均匀混合对脱碳反应的影响小。今后根据计算流体力学求出炉内搅拌流动状况将有助于精炼工艺的设计和预测。