底吹钢包内气金渣三相流模型及渣层行为的研究

摘要

本文建立了底吹钢包内气液渣三相流动数学模型，利用多相流动体积法（VOF）模拟了渣层运动行为。模型结果符合实际多相流动现象，即当氩气被吹进钢包时，在钢液内产生气泡，上升的气泡间歇地冲击并突破渣层，产生渣眼。同时，渣层发生波动，波动频率随着氩气流量的增加而增加。参数研究显示：220吨钢包底吹流量由100 NL/min 增加到300NL/min，渣眼直径由0.43m增加到0.81 m。计算的无量纲渣眼面积与文献中的实验结果很接近。氩气喷吹期间，渣层发生重大的变形，近渣眼处，渣层变薄，近钢包壁处，渣层变厚。渣眼处渣层表面速度很大，并导致部分渣滴卷入钢液中。