钢液稀土合金化过程多相流动及混匀行为研究

摘要

为研究精炼过程中钢包底吹氩对熔池传质和混匀行为.以某钢厂150 t钢包为原型，建立了钢渣-钢液-氩气三相流的LES-DPM-VOF耦合数值模型，并通过该模型研究了不同吹氩量对渣-钢-气多相流行为及钢液混匀现象的影响.结果表明，数值模拟预测的渣眼形状与实验吻合良好；当吹气量为50 L/min时，钢包内钢液最大速度约为0.7 m/s，渣-钢界面波动较小，未形成明显渣眼；随着吹气量由50 L/min增至100 L/min，气泡对钢水提升作用增强，钢液上升流最大速度由0.7 m/s增至1.07 m/s，渣-钢界面波动增大.此外，混匀行为研究表明，合金混匀时间与氩气喷吹流量成反比.模拟合金块直径为20 cm，当吹气量为50 L/min时的混匀时间为245 s，当吹气量增至300 L/min时，混匀时间缩短为145 s.

关键词

钢包精炼 / 合金化 / 多相流 / 混匀时间 / 数值模拟