【摘 要】
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因具备生产能力大、精炼效果优越、处理周期短等优点，RH真空精炼在炼钢生产中的应用十分广泛。而旋转磁场可改变RH内流体流动的方向及速度大小，强化流体中溶质传输，促进钢液中化学反应的进行。在RH脱碳过程中钢液会产生大量一氧化碳气泡，然而传统的脱碳数学模型研究却忽略了一氧化碳气泡对气液流动和脱碳过程的影响。本数学模型将RH流场与脱碳模型进行双向耦合，分析了一氧化碳气泡对流体的搅拌作用，并对RH脱碳过程中钢液溶解碳浓度的变化进行了预测与验证。此外，本文建立了旋转磁场RH炉的几何模型，讨论分析了旋转磁场对RH体系内
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因具备生产能力大、精炼效果优越、处理周期短等优点，RH真空精炼在炼钢生产中的应用十分广泛。而旋转磁场可改变RH内流体流动的方向及速度大小，强化流体中溶质传输，促进钢液中化学反应的进行。在RH脱碳过程中钢液会产生大量一氧化碳气泡，然而传统的脱碳数学模型研究却忽略了一氧化碳气泡对气液流动和脱碳过程的影响。本数学模型将RH流场与脱碳模型进行双向耦合，分析了一氧化碳气泡对流体的搅拌作用，并对RH脱碳过程中钢液溶解碳浓度的变化进行了预测与验证。此外，本文建立了旋转磁场RH炉的几何模型，讨论分析了旋转磁场对RH体系内钢液流动和脱碳的影响规律，所得结论如下:
(1)整个RH脱碳过程中，一氧化碳的物质的量是吹入氩气物质的量的0.68倍。与单向耦合数学模型相比，双向耦合数学模型对钢液中碳浓度变化的预测更接近于实验值，预测结果更为合理。
(2)与无旋转磁场相比，旋转磁场作用下，钢液流速增大，循环特性得到改善。电流500A、频率10Hz时，上升管横截面钢液流速的平均值增加约10％，且电流每增大200A，循环流量增加约3％。
(3)旋转磁场作用下，钢液围绕上升管中心逆时针流动，且真空室、下降管钢液仍保持旋转流动的状态，RH脱碳速率增大。与无旋转磁场相比，脱碳2分钟时，旋转磁场作用下的钢液碳浓度降低约6.25％。
(4)电流为500、700、900A或者频率为10、25、40Hz时，RH的脱碳速率基本不变。
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