【導(dǎo)讀】隨著科技的進(jìn)步對(duì)鋼的潔凈度就提出了更高的要求?？刂茒A雜物就成為了一個(gè)重要。的研究項(xiàng)目，作為爐外精煉有效手段的RH精煉的研究就非常必要了。鋼概況、RH技術(shù)的發(fā)展、RH精煉夾雜物概況和去除夾雜物水模實(shí)驗(yàn)研究。量的，但是存在一個(gè)最優(yōu)值。從去夾雜角度，并考慮成本和引入新雜質(zhì)量等因素。4）實(shí)驗(yàn)中向鋼包中加入NaHCO3. 對(duì)夾雜物的去除有所提升，去除率從%提升到%，去除率提升了%。

　　

【正文】 度； l? ， g? — 分別是液體和氣體密度； L— 特征長(zhǎng)度。 當(dāng) l? g? ， L 取吹氣孔深度（ H0）， g u 為氣體出口速度，有 02 lgggHFr u ????? （ ） 由于動(dòng)力相似，則 修正 弗魯?shù)聹?zhǔn)數(shù)相等，得： 002239。39。 39。39。 39。 39。39。39。 39。 39。 39。llg g g gHHuu????? （ ） 由上式可以得到： 39。39。 2 39。39。 39。 0 39。39。39。 2 39。 39。39。 0 39。ggu g g Hu l g H????? ? ? （ ） 又提升氣體的流量和速度之間的關(guān)系為： 214 gQ n d u?? ? ? ? ? （ ） 式中： n— 上升腿吹氣孔數(shù)； d— 吹 氣孔直徑。 模型中供氣量和原型的供氣量之比為： 2 240039。39。 39。39。39。 39。39。39。39。 39。39。 39。39。39。 39。 39。 39。 39。 39。 39。39。gg lg l gu HQ d dQ u d H d ???????? ? ? ? ? ? ??????? ?? （ ） 因?yàn)?0039。39。 39。39。 1H dHd???（ ? 為幾何相似比），則模型與原型氣量關(guān)系： 第 21 頁(yè) 5 39。39。39。39。39。39。39。 39。39。 39。 39。39。gllgd d ??????? ? ?????， m3 h1 （ ） 將式（ ）的氣量轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（ 1atm、 20176。C）時(shí)的氣量，其關(guān)系式為： 00039。39。39。39。 39。39。 39。39。gg P T PT? ? ? （ ） 00039。39。39。39。ggP T PT? ? ? （ ） 00039。39。39。39。 39。39。 39。39。gg TPPT??? ? ? （ ） 00039。39。39。 39。gg TPPT??? ? ? （ ） 將式（ ）、（ ）、（ ）、（ ）帶入（ ）得到模型中標(biāo)準(zhǔn)氣量和原型標(biāo)準(zhǔn)氣量之間的關(guān)系： 5 010 1039。39。39。1 39。39。 39。39。39。 39。 5 39。 39。39。 39。 39。39。ggg g PT PT??????? ? ? ? ?????， Nm3 h1 （ ） 式中： 139。39。? ， 139。? — 分別是 NaCl溶液和鋼水的密度， Kg m3； 039。39。g? ， 039。g? — 分別是空氣和氬氣的標(biāo)態(tài)密度， Kg m3； 039。39。gQ ， 39。39。P 、 39。39。T — 分別為模擬中提升氣體的標(biāo)態(tài)流量、壓力、溫度； 039。gQ ， 39。P ， 39。T — 分別為原型中提升氣體的標(biāo)態(tài)流量、壓力、溫度； 0P ， 0T — 分別為標(biāo)態(tài)的壓力（ 101325Pa）和溫度（ 20176。C） 但是，原型中提升氣體吹入上升腿后與模型中進(jìn)入上升腿的空氣行為存在著一定的誤差， RH實(shí)際生產(chǎn)中的提升氣體 Ar吹進(jìn)鋼水時(shí)的溫度可以認(rèn)為是室溫，壓力則等于鋼水靜壓力與真空室壓力之和。在沿上升腿上浮過(guò)程中，氣體除了被鋼水加熱（考慮1400176。C）而膨脹外，壓力降低使其膨脹更為顯著。而實(shí)驗(yàn)室冷態(tài)模擬條件下，提升氣體上浮過(guò)程總中的膨脹為低溫膨脹，吹氣點(diǎn)到真空室液面的壓力變化也比實(shí)際 RH處理過(guò)程小許多。因此，式（ ）中標(biāo)態(tài)氣量轉(zhuǎn)換必須考慮兩個(gè)體系中提升氣體上浮過(guò) 程時(shí) 第 22 頁(yè) 溫度和壓力的影響。 采用提升氣體對(duì)鋼液做功相似的原則，用提升氣體在上浮過(guò)程中對(duì)鋼液實(shí)際做功的當(dāng)量氣量所對(duì)應(yīng)的參數(shù) (P ， T )來(lái)代替公式（ ） 中的 P、 T進(jìn)行修正。氣體進(jìn)入鋼水后所做的功包括五部分 :氫氣在出口附近因溫度升高而引起的膨脹功 1W ；氫氣在上升過(guò)程中因鋼水靜壓力變化而引起的膨脹功 2W ；浮力功 3W ；氬 氣吹入時(shí)的動(dòng)能 4W ；氬氣從出口前壓力降到出口處壓力 P1時(shí)的膨脹功 5W ，其中浮力功占總功 90%以上，因此這里只考慮提升氣體的浮力功。 提升氣體上升過(guò)程中的浮力功（ bW ）為： 0hb l gW g V dh?? ? ? ?? （ ） 式中 h 為氣體所處的位置到吹氣孔處的距離 。 取 P、 P P2 分別為 h 處氣體所受的壓力、氣體出孔處所受的壓力和真空室壓力，則有： 20()lP P g H h?? ? ? ? ? （ ） 1 2 0lP P g H?? ? ? ? （ ） 而 ldP g dh?? ? ? ? 所以， 10hPblPn R T n R TW g d h d PPP? ? ? ? ?? ? ? ? ??? 而 120 l n( )hb l gW g V dh n R T P P?? ? ? ? ? ?? 令 0120 l n( )Hb l gW g V dh n R T P P?? ? ? ? ? ?? 則 0 1 2l n ( )lgg V H n R T P P?? ? ? ? ? （ ） 又由氣體狀態(tài)方程可得： gP V n R T? ? ? ? （ ） 式（ ） /（ ）得： 012ln ( )lgH PPP??? ? （ ） 第 23 頁(yè) 012ln( )lgHP PP???? （ ） 則 0 120 1 239。39。 39。39。 39。39。39。39。 ln ( )39。 39。 39。39。 39。39。39。 llH PPP H P PP ??? ? ? （ ） 又 0039。39。 139。HH ?? （ ） 將式（ ）、（ ）帶入式（ ）中，并用 T 代替 T 得： ? ?? ?6 0 1200 0 1 239。 l n 39。 39。39。39。139。39。39。 39。 39。 39。39。 l n 39。39。 39。39。39。39。glgg lgPPT PPT??? ? ?????? ? ? ? ??????? ?? （ ） 式中： 39。T 、 39。39。T — 分別為原型和模型中提升氣體由吹氣孔被加熱后的溫度； 039。gQ 、 039。39。gQ — 分別為采用參數(shù)（ P 、 T ）修正后的 RH 原型和模型中標(biāo)態(tài)提升氣量。 在本實(shí)驗(yàn)中采用空氣壓縮機(jī)壓縮的空氣作為提升氣體的來(lái)源，氣體的流量用轉(zhuǎn)子流量計(jì)來(lái)控制的。原型氣量、轉(zhuǎn)子流量計(jì)所指示的表流量及標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氣體流量之間仍需要換算換算、其關(guān)系式為 : 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ， m3 h1 （ ） 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ， m3 h1 （ ） 即 ： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 （ ） 式中 P 表 — 為流量表顯示壓力（壓力， atm5 本實(shí)驗(yàn)中 T0=T 表 、 ρ 空 0=ρg0，因此： g0Q39。39。 ? 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ， Nm3 h1 （ 2.35） 或 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ， m3 h1 （ ） 此式為實(shí)驗(yàn)時(shí)，轉(zhuǎn)子流量計(jì)所讀出的氣量與標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣量的換算關(guān)系式： 本實(shí)驗(yàn)中， 14?? ， 39。 20lT? 176。C， 39。39。 1400lT ? 176。C， 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 Kg m3 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 Kg m3， 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 = m3， 第 24 頁(yè) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 = m3 當(dāng) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 、 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 = 時(shí)： 6200110400ln1 1 167 3 10039。39。 39。1016004 7 293 ln97705????? ? ? ? ??? ? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ? ???? （ ） 即 0039。39。 39。? ， Nm3 h1 又 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ， m3 h1 （ ） 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ， m3 h1 （ ） 即 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 （ ） K 值與 239。p 的關(guān)系式為： ? ?20 .0 4 8 ln 39。 0 .0 4 8 7KP? ? ?，式中 239。P 為原型真空室壓力，mbar。由此得到 K 與 239。p 的對(duì)應(yīng)關(guān)系 [20,2627]，如表 ： 表 K 與真空室壓力的關(guān)系 2p39。， mbar 1 5 10 50 100 K （ 2）模 擬真空度的選定 原型真空度和模擬真空度的計(jì)算如下： 039。39。 39。39。 39。39。gh P P? ?? （ ） 039。 39。 39。gh P P? ?? （ ） 式中： 39。? 、 39。39。? — 分別是模型中 NaCl溶液和原型中鋼液的密度； 39。h 、 39。39。h — 分別是模型和原型中真空室內(nèi)液面距鋼包液面的高度； 39。P 、 39。39。P — 分別是模型和原型中真空室內(nèi)的壓力； 0P — 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。 由幾何相似可以得到 39。39。/ 39。 1/4hh? ，將 39。39。 1000? ? Kg m3， 39。 7000? ? Kg m3 帶入式 第 25 頁(yè) （ ）得： 0039。39。39。39。 39。39。 39。39。 1 0 0 0 1 139。 39。 39。 39。 7 0 0 0 4 2 8PPP g hP P P g h???? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? （ ） 再由式（ ）得： 139。39。 39。28PP? ? ?? ，0 139。39。 39。28P P P? ? ??，式中 39。39。P? 、 39。P? 分別是模型是原型的真空度。 真空度不是本實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象，故只需把當(dāng) 0 101325P ? Pa， 39。39。 1000? ? Kg m3，39。 7000? ? Kg m3 時(shí)，帶入式（ ）及相似比算出模型和原型之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系就可以了 [2021,2628]，其中原型真空室內(nèi)壓力 500Pa，那么模型和原型真空度對(duì)應(yīng)關(guān)系如表 所示： 表 模型和原型真空度對(duì)應(yīng)表 原型 RH 參數(shù) 模型 RH 參數(shù) P’真 ， mbar ? P’真 ， Pa h’鋼 ， m P’’真 ， Pa ? P’’真 ， Pa h’’水 ， m 100825 97725 3600 （ 3）模擬浸入深度的選定 浸入深度是影響夾雜物去除效果的一個(gè)非常重要