随着科学技术的进步,国民经济各部门对钢的质量要求日益提高,优质钢和纯净钢的需求量不断增长,以及市场对炼钢流程高效率、低成本的要求,仅由高炉-转炉炉内、电炉炉内生产出合格钢水的工艺已基本成为历史。钢包底吹氩搅拌技术,由于其设备简单,操作灵活,很好地均匀钢水成分、温度,改善脱氧脱硫反应及有效地去除钢中的夹杂物和有害气体,提高钢液精炼效果等优点在炉外精炼中被普遍应用。但是底吹气量过大会引起钢液喷溅、卷渣以及钢液裸露造成的二次氧化等问题,限制了通过提高底吹气量来加强精炼的效果。本文采用国内某钢厂的100 t单孔底吹氩钢包为原型,应用三维连续性方程、动量N-S方程及湍流??-双方程模拟了底吹氩过程中钢包内的钢液流动状态。利用Mixture多相流模型对单孔吹氩过程进行数值模拟计算,对比分析插入浸渍管前后钢包内的流动状态和钢液表面的卷渣。分析插入浸渍管后对钢液流动和钢液表面渣层流动状态、混匀的影响,确定了插入浸渍管的临界卷渣吹气量。得出如下结论:1.无浸渍管时,钢包中部和下部都出现了较大的弱势区,气液两相区速度较大,包内流场分布不均匀,增大吹气量只是增大了钢液的流动速度,但是环流中心基本不变,循环钢液的环流中心在0.6~0.7 H之间;插入浸渍管后,改变了钢包内的循环流动,循环钢液的环流中心在0.6~0.7H之间,循环中心速度变大,弱势区域减少,钢液速度分布较均匀,可缩短均混时间。2.无浸渍管时,临界卷渣吹气量为102 L/min,插入直径691.05 mm、深650mm浸渍管后,临界卷渣吹气量增大到217 L/min。可以在增加吹氩量的条件下提高钢液搅拌效果,加速钢液混匀,而不引起卷渣。3.氩气量204 L/min,无浸渍管时钢包内部出现了较大的弱势区,气液两相区速度较大,因此流动速度分布不均匀,最大速度达0.5 m/s,而包内绝大部分钢液流动速度在0~0.3 m/s内;插入浸渍管后,钢包底吹氩时循环中心弱势区减少,钢液流动速度较均匀,流动速度大部分分布在0.1 m/s~0.4 m/s之间,平均速度增大,钢液循环搅拌增强。4.插入浸渍管后,能够缩短混匀时间,加强冶炼效果。