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本研究应用水模型物理模拟、PIV测量、数学模拟和工业试验为手段,研究了在210t RH精炼设备上使用传统的圆形浸渍管和改进的椭圆形浸渍管的冶金效果。在本研究中,通过测量水模型中KCl溶液的电导率来测量钢包内的混匀时间,通过向水模型中添加0.4%KMnO4来分析钢包内的宏观流态;用PIV测量了RH水模型的速度分布、湍流的湍动能及其耗散速率的分布;使用VOF-DPM模型对RH精炼过程进行数学模拟并计算了钢包和真空室内的三维多相流动；最后针对无取向硅钢和IF钢两个钢种做了工业试验,取样调查RH精炼过程中钢洁净度的变化。论文详细讨论了探测位置、吹气量、吹气孔个数、真空室真空度等因素对混匀时间、液体流动和钢水洁净度的影响,从而对比了使用圆形浸渍管条件下和使用椭圆形浸渍管条件下冶金效果的异同。本研究发现,混匀时间是一个和位置有关的物理量,在钢包内,最长混匀时间可以是最短混匀时间的1.8倍,研究中务必说明混匀时间是在钢包哪里的混匀时间才有实际意义。影响混匀时间最有效的参数是气体流量。吹气量的升高增加了钢包内液体的流动速度,增大了环流量;吹气孔个数也对混匀时间有影响,但不如气体流量影响显著。在相同条件下,使用椭圆浸渍管时的液体速度要普遍大于使用圆形浸渍管的情况。随着气体流量的增加,钢包内湍动能和搅拌功率都显著增加。使用圆形浸渍管时,钢包内的湍动能在0.0001～0.00025 m2/s2之间,搅拌功率在0.2～0.5 W/t之间,相应的混匀时间在59s～32s之间；使用椭圆形浸渍管时,钢包内的湍动能在0.00015～0.0007m2/s2之间,搅拌功率在0.24～1.4 W/t之间,相应的混匀时间在49s-22s之间。研究得到混匀时间和搅拌功率的关系为tm=28.1ε-0.4,式中,混匀时间tm的单位是s,搅拌功率ε的单位是W/t。数学模拟表明,使用圆形浸渍管时,在钢包底部及侧壁壁面剪切应力是使用椭圆形浸渍管时的两倍以上,因此,其浸渍管和钢包的使用寿命较后者要短。无取向硅钢和IF低碳钢的工业试验表明,使用椭圆形浸渍管比使用圆形浸渍管可以获得更低的总氧和夹杂物数量,RH过程采用椭圆形浸渍管对于脱氧、脱碳和去夹杂能力都优于圆形浸渍管。最终的结论可以归纳为一点：使用椭圆形浸渍管后的RH的冶金效果显著优于使用圆形浸渍管的工况。