成果简介：钢铁工业是我国国民经济的重要基础产业和实现工业化的支柱产业。钢的高效化、洁净化、稳定化和智能化生产是钢铁企业生存和发展的方向。钢铁生产过程中，根据钢种的不同，所采用的精炼工艺和设备也不同。其中，RH 真空精炼工艺具有高效、高洁净的生产特点，广泛应用于 IF 钢和硅钢为代表的冷轧钢种、管线钢为代表的热轧钢种、以及轴承钢为代表的特殊钢种的生产。因此，提升RH 真空精炼的效率和能力能够一方面缩短各高品质钢种的精炼时间，更好地与高拉速连铸相匹配，提升生产效率，另一方面能够更好地脱碳和去除夹杂物，提升产品质量，这两方面都能够给钢铁企业带来很好的效益。根据几何相似和动力学相似建立了对应实际RH模型比例为1: 5的RH物理模型。利用 PIV 技术测量流场，示踪粒子选用空心 SiO2微球，获得了 RH 水模型钢包和真空室内中心纵截面上的速度矢量分布，并根据速度场分布计算出对应的湍动能及其耗散率的分布；在 RH 水模型钢包内布置监测点，在加入示踪粒子（饱和 NaCl溶液）的同时开始测量监测点处电导率的变化，获得电导率变化曲线后，将电导率变化在±5%之内的时间为混匀时间，密集布置监测点并多次重复测量，得到整个钢包中心纵截面上的混匀时间分布。根据上述方法分别研究吹气流量、真空室压力、吹气孔数对 RH 内部流场特性及混匀状态的影响。在原物理模型基础上改变浸渍管的形状，分别设计两浸渍管均为椭圆管 RH、两浸渍管中上升管为圆管下降管为椭圆管 RH 以及标准圆管对比 RH 水模型，研究浸渍管形状对流场特性及混匀状态的影响。两浸渍管均为椭圆管时，能够增大液体的循环流量，降低钢包整体的混匀时间；当只改变下降管形状，选用椭圆管作为下降管时，能够起到增大钢水涌入真空室的速度同时降低钢水对钢包底部的冲击的效果。通过工业实验，对某超低碳钢 RH 全精炼过程进行密集取样，分别取圆管和椭圆管 RH 冶炼的钢样分析，检测钢中碳含量。对比得到，使用两椭圆形浸渍管对提高 RH 循环流量具有显著作用，能够在较短的时间内将钢中碳含量降到很低的程度，起到缩短冶炼时间的效果，提高了生产效率。 成熟程度及推广应用情况:已经经过实验室试验和工业应用；项目实现了 RH 精炼的高效化、洁净化、精准化生产，并为智能化生产打下基础，经鉴定达到了国际先进水平。项目成果已应用于首钢等企业的生产实践，经济效益和社会效益显著，具有广泛的应用前景。本成果的应用推动了我国关键钢铁产品的自主研发、质量提升和产业升级，促进了京津冀地区的协同发展，为一带一路沿线国家的的建设与发展做出了贡献；期望技术转移成交价格（面谈） 投资估算和经济效益分析：项目实现了 RH 精炼的高效化、洁净化、精准化生产，并为智能化生产打下基础，经鉴定达到了国际先进水平，为企业创造了良好的经济效益。 成果亮点：1、通过水模型测量可知，混匀时间是一个和位置有关的物理量,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。目前的文献报道中，大多数只报道一个混匀时间的数值，而没有说明具体的测量位置。2、通过测量得到搅拌强度，进而得出了测量的混匀时间和测量的搅拌强度的关系式。3、提出使用新型 RH 浸渍管，其特征为上升管仍采用圆形，下降管为椭圆形，在下降管处增大其垂直于两浸渍管排列方向的直径，使下降管的截面积大于上升管的截面积（1-2 倍），减弱钢水经下降管对钢包底部的冲击，同时增大钢水经上升管涌入真空室的速度，能够在提高冶炼效率的同时延长钢包内衬的使用寿命。4、首次提出采用 PIV 速度测量结果得到搅拌功率的方法。对比湍流脉动强度在钢包内的分布，发现在不同的方向上湍流脉动强度差别很大，最大可达到4.3 倍，得出了 RH 精炼过程中钢包内的湍流运动过程为各向异性。