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本研究以相似模型实验理论为基础,针对工程设计的210吨双联复吹转炉,设计制作了有机玻璃冷态转炉模型(8:1)、超音速顶吹喷头模型和底吹矫形模化实验喷头。通过冷态模型实验,研究了底吹元件布置方式、底吹供气强度、氧枪枪位等因素对熔池混匀时间、冲击深度、冲击直径、炉口喷溅量的影响,得出的结果为工程设计和实际生产奠定了重要基础。实验研究结果表明:①底吹元件的数目与熔池混匀时间不存在单调的函数关系,但在本研究范围内,采用八个底吹元件的布置方式混匀时间最短。底吹元件布置方式对混匀时间影响显著,底吹元件集中布置的方式优于分散布置的方式。研究得到最佳的底吹布置方式为B3。②在本研究的熔池深度范围内,混匀时间随熔池深度的增大而减小。最佳的熔池深度为224mm(对应原型1790mm)。③对于脱磷转炉:底吹供气强度对混匀时间影响显著,比较合理的底吹供气强度在0.21~0.27 Nm3/min.t范围内变化。枪位对冲击深度影响显著,冲击深度随枪位的升高而减小,冲击深度和熔池深度的比值在21.4%~32.9%之间。枪位对冲击直径影响显著,冲击直径随枪位的升高而增大,冲击直径与熔池直径的比值在36.8%~44.0%之间。枪位在350mm(对应原型2800mm)时,有着合适的冲击深度和冲击直径,因此为最佳枪位。④对于脱碳转炉:底吹供气强度、枪位对混匀时间影响显著,底吹供气强度在0.15~0.21 Nm3/min.t范围内变化时混匀时间最短;枪位对混匀时间存在临界值,枪位在225mm(对应原型1800mm)时,混匀时间最短,当枪位小于此临界值时,混匀时间随枪位升高而减小,当枪位大于此临界值时,混匀时间随枪位升高而增大。枪位对喷溅量影响显著,枪位对于喷溅量存在一个250mm(对应原型2000mm)的临界值,当枪位小于此临界值时,喷溅量随枪位升高而增大,当枪位大于此临界值时,喷溅量随枪位升高而减小。枪位对冲击深度影响显著,冲击深度随枪位的升高而减小,冲击深度与熔池深度的比值在49.5%~73.8%之间。枪位对冲击直径影响显著,冲击直径随枪位的升高而增大,冲击直径与熔池直径的比值在26.0%~37.0%之间。综合考虑,优化后得到最佳的枪位为225mm(对应原型1800mm)。