本實驗以某廠210 tRH-TOP 真空精煉裝置和鋼包為原型，以模型與原型比為1∶4 的比例，建立了RH 真空精煉的物理模型。研究了真空度、真空室液位高度和浸漬管浸入深度對鋼包循環流量及混勻時間的影響規律。實驗結果表明：在本實驗范圍內，真空度為11.2 kPa～16.8 kpa 和實際液位高度為320 mm~400 mm 時對循環流量和混勻時間最有利。

　　RH 真空循環精煉由德國Ruhrstahl 和Heraeus公司于1959 年開發成功，經歷近60 年的發展，RH已經由最初單一的脫氣設備發展成為一種包含真空脫氣、脫碳、吹氧脫碳、噴粉脫硫、溫度補償、均勻溫度和成分等的多功能爐外精煉設備。RH 真空循環精煉是如何最大限度地發揮設備的潛力便是一個重要的課題。優化冶金反應器結構參數和工藝操作參數，改善流體流動、混合的技術就是一個加快生產節奏、降低生產成本的有效手段。

　　RH 真空精煉過程中鋼水在氣泡浮力作用下的循環流動是所發生各種物理化學現象的基礎和核心。RH 的循環流量即每分鐘通過真空室的鋼液量(t/min)，直接影響著精煉能力和效果，增大RH的循環流量對鋼水的脫碳、脫氧、脫氫、去除夾雜物以及鋼水混合都是有利的，RH 真空精煉反應器內的循環流量越大，RH 處理時間越短，提高循環流量的努力始終沒有停止過。混勻時間是用來直接描述RH 精煉混合效率的一個物理量�；旌蠒r間的長短反映了RH 精煉裝置中鋼液攪拌和混勻的效果�；旌系脑缤硪约盎旌蠒r間的長短影響著RH 的處理效果。

　　近年來，冶金品種多樣化和高質量鋼需求的增長對RH 精煉提出了更高的要求，必須提高現有RH 設備的脫碳、脫氣能力，縮短處理時間，以提高精煉效率。RH 的精煉效率與循環流量密切相關。本文以循環流量和混勻時間作為RH 真空循環精煉優化的指標，通過水模實驗研究提出有效提高RH 精煉效率的手段。研究了RH 處理過程的真空度對精煉效率的作用規律。

2.5、真空室液位高度不變，真空度對循環流量的影響

　　實驗還測量了真空室液位高度不變情況下循環流量與真空室內真空度的關系，實驗模擬真空室液位高度為96 mm，模擬現場的真空度選取0.1 kPa、5.6 kPa、11.2 kPa、16.8 kPa、22.4 kPa、28.0 kPa 和33.6 kPa，實驗得到真空室液位高度不變時，真空度與循環流量的關系的具體實驗結果見圖6。從圖6 可以看出真空室液位高度不變時，循環流量隨著真空度而變化幅度比較小，變化范圍在125 t/m3 到132 t/m3 之間。這表明真空室液位高度不變，不同真空度下的循環流量基本不變。

2.6、真空室液位高度不變，真空度對混勻時間的影響

　　真空室液位高度為96 mm 保持不變，模擬現場的真空度選取0.1 kPa、5.6 kPa、11.2 kPa、16.8 kPa、22.4 kPa、28.0 kPa 和33.6 kPa，測量提升氣量為1200 NL/min 時的循環流量和混勻時間，實驗結果見圖7。從圖7 中我們可以看出，混勻時間最大值是真空度為11.2 kPa 時候46.5 s，小值是真空度為0.1 kPa 時候為43.2 s，差值為3.2 s。在真空度為0.1 kPa 到33.6 kPa 的范圍內混勻時間的變化比較小。這表明在較大氣量下，保持真空室內液位高度不變，變化真空度的時候，對混勻時間測量結果的影響很小。

圖6 循環流量與真空度的關系　　圖7 不同真空度下的混勻時間

2.7、討論

　　真空度不變，保證真空室液位高度在240 mm以上時，對循環流量的影響較為明顯，且較高的液位高度在相同的操作制度下有較大的循環流量;真空度不變時混勻時間隨著真空室液位的增加而略有上升，混勻時間在真空室液位為240 mm～480 mm 時效果最佳。綜合考慮，因為實施中會受到管壁耐材壽命及其它因素的限制，所以實際液位高度為320 mm～400 mm 時較好，繼續增大液位高度對循環流量的提高幫助不大，并且液位高度為320 mm～400 mm 時也是最佳的混勻時間。在浸漬管浸入深度不變的情況下，真空室真

　　空度的高低會影響真空室和鋼包內鋼液的深度(即改變了真空室與鋼包之間的壓差)，真空度越高，真空室內的液位也越高，這必然影響鋼水的循環流量變化。循環流量在真空度為11.2 kPa～16.8 kPa之間取得最大值，此時真空室內液位高度為320 mm～240 m;混勻時間實驗結果表明真空度越小越有利與混勻，但是真空度過小，導致真空室內的液位太小不利于鋼液流動，所以應該在不影響鋼液流動的情況下，保持一定的真空室液位高度。

　　在真空室內液位高度不變的情況下，變化真空度，測量結果得到，循環流量的變化范圍在125 t/m3到132 t/m3 之間，其影響比較小;混勻時間在真空度為0.1 kPa 到33.6 kPa 的范圍內，為43.2～46.5 s，混勻時間的變化也比較小。說明鋼水真空度的作用是通過改變真空室鋼水液位高度來實現的。真空室液位高度對循環流量和混勻時間起著決定性作用，在實際生產中通過調整真空度大小和浸漬管的浸入深度來調整真空室液位高度，并且應該嚴格控制真空室液位的高度，保證真空室液位高度大于240 mm。

3、結論

　　通過以上研究可以得出：

　　(1)真空室壓力為100 Pa 時，實際液位高度為320 mm～400 mm 時對循環流量和混勻時間效果最佳;

　　(2)浸漬管進入深度為160 mm 時，真空度在11.2 kPa 到16.8 kPa 之間對循環流量和混勻時間最有利;

　　(3)真空室液位高度為96 mm 時，循環流量在125 t/m3～132 t/m3 之間變化，混勻時間在43.2～46.5 s 范圍變化，真空度的大小對其影響比較小。