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单管RH是一种新型真空精炼设备,具有结构简单、精炼效率高、真空冶炼喷溅少、生产成本低等优点。提高单管RH钢液循环流量、减少均混时间等对于提高真空精炼的效率有着积极的意义。本文以150t单管RH与传统RH为模型,通过物理与数学模拟两种方法对其研究,揭示了不同工艺参数下钢液循环流动的规律,为单管RH真空精炼设备的设计和优化提供技术支持。实验结果表明：循环流量随着气体流量的增加而增加,均混时间随着气体流量的增加而减小。在相同气体流量下,循环流量随着浸渍管插入深度增加而增加。椭圆形浸渍管与圆形浸渍管相比,在相同的实验条件下,椭圆形RH比传统RH循环流量大15%以上；单管RH在均混时间上与椭圆形RH、传统RH相比时间最少。单管RH钢包底部吹氩位置位于距钢包中心0.4R(R为浸渍管半径)处时,均混时间最少。数值模拟结果表明：当吹氩流量为1000NL/min时,如果底吹透气砖吹氩位置位于距钢包中心0.4R(R为浸渍管半径)时,此时单管RH内钢液循环流量最大,为120.25t/min。吹氩流量对于单管RH内钢液循环流量的影响比较明显,钢液循环流量随着吹氩流量的增加而增大。当吹氩流量超过1000NL/min时,钢液循环流量增加比较缓慢,在考虑到节约氩气成本的基础上,吹氩流量定为1000NL/min比较合理且经济。浸渍管插入深度对于钢液循环流量的影响不是很显著,单管RH浸渍管插入深度定为500mm-550mm比较合适。透气砖数目对于单管RH钢液流动形态影响较大,只有一个透气砖钢液循环流量最大,而多透气砖钢液均混时间较少。双透气砖排布的角度0在一定范围内钢液循环流量增加,当超过最佳夹角θ时,钢液循环流量开始减少,夹角0的最佳值为60。。将单管RH与传统RH精炼过程钢液流动行为进行对比,传统RH钢液的流动速度大于单管RH钢液流动速度,因此传统RH在浸渍管内速度较大,对浸渍管内壁冲刷严重。对于钢包底部冲击方面,单管RH对钢包底部的冲击弱于传统RH。在工艺参数相同的情况下,在相同吹氩流量下(1000NL/min),单管RH循环流量约为传统RH的1.6倍；单管RH均混时间为55s,传统RH均混时间为95s。从钢液循环流量与均混时间分析,单管RH比传统RH更加有优势。底吹氩气气泡行程大于传统RH侧吹氩气气泡行程,所以底吹氩气气泡对钢液做功多,氩气气泡在钢液内停留时间长,对于钢液的搅拌效果更好。单管RH真空室表面湍动能与传统RH基本一致。