随着炼钢技术的不断发展,对连铸钢的清洁度和铸坯质量的要求也越来越高。对LF精炼炉内钢液的流场进行研究和分析,以保证钢液流动状态的合理性具有相当重要的理论依据和实际意义。本文针对包钢新建150t LF精炼炉,利用数学模型和水模型模拟,系统研究了LF吹氩过程中不同喷吹位置以及不同吹氩量对钢液流动行为的影响,为新建钢包确定最佳的喷吹位置以及适宜的吹氩量范围提供了理论依据;计算了不同条件下钢包内部钢液温度的分布情况,为连铸工序提供具有理想温度的钢水奠定了技术基础。本文采用自编程序利用连续性方程,Navier-Stokes方程和湍流模型,建立了描述吹氩搅拌LF炉内钢液三维流动的数学模型,利用SIMPLE计算方法得出了描述钢包内部钢液流动的流场程序。利用流场程序,分别模拟了双孔喷吹时不同位置以及不同吹氩量下,钢包中速度场的分布。利用已经得到的速度场,求解三维非稳态能量方程,模拟出钢液内部温度场的分布并得到了钢包单独吹氩和电极加热过程中钢液温度变化曲线。水模型实验以相似原理为基础,利用修正的弗鲁德准数相等,建立1:4缩小比例模型进行实验研究。本实验所使用的钢包由有机玻璃制成,底吹气体采用空压机供给空气来模拟氩气,由流量计调节底吹气体流量。研究喷吹位置和吹氩量对混匀时间的影响,确定合适的喷吹位置和吹氩量,验证数学模拟结果的可靠性。在数学模拟的基础上,结合水模型实验得到的结论,提出对包钢新建150t LF精炼炉喷口位置以及吹氩量的优化设计。