旋流喷吹角度对RH精炼多相流及混匀行为的影响

摘要

利用数值模拟研究了旋流喷吹角度对RH(Ruhrstahl-Heraeus)精炼过程中多相流、循环流量及混匀时间的影响.与传统喷吹相比，采用喷嘴水平旋转30°+竖直倾斜15°和水平旋转30°+竖直倾斜30°喷吹时，RH循环流量分别提高了17.8%和20.1%，混匀时间分别缩短32.6%以及21.4%.采用旋流喷吹时，上升管内钢液产生旋转流动，速度分布更均匀，旋流促进了氩气泡在上升管内的向心运动，与传统喷吹相比气泡分散度提高，强化了气/液两相作用、钢液传质及提高了混匀效率.此外，与喷嘴仅水平旋转30°相比，采用喷嘴水平旋转30°+竖直倾斜15°喷吹时，上升管壁面剪切应力由500 Pa降低至约100 Pa，且高壁面剪切应力区域面积大大减小，有利于降低钢液对耐火材料的冲刷侵蚀.

关键词

RH精炼 / 旋流喷吹 / 循环流量 / 混匀时间 / 数值模拟