随着现代工业对钢材质量要求的不断提高,炉外精炼的重要作用日益提高.RH真空精炼是钢水的炉外精炼的主要工艺之一,RH过程的精炼效率及其装置的寿命都与RH系统内钢液的循环流动状态密切相关.RH精炼系统中,上升管是最易受损的部件之一.该文提出在上升管区域施加旋转磁场,利用电磁驱动旋流来延长RH精炼系统的寿命,同时提高去除非金属夹杂物的效率.上升管内钢水受到磁场施加的旋转离心力,做离心运动,而气相与非金属夹杂物不受电磁力,被钢水挤到上升管中心区域.因此管壁的侵蚀作用减轻,并增加了氩气泡与非金属夹杂物的碰撞、合并机会,去除夹杂物的效率也相应提高.数值模拟结果表明,施加磁场后,上升管内流体受磁场力作用旋转上升,气相较之未施加旋流时,更加集中于上升管中心区域.均相流模型被广泛地用于分析喷射冶金中气液两相流动行为,但目前还不能解决侧吹装置中气液两相流场计算问题,原因是使用忽略气相动量方程的均相流模型无法将外界气体导入熔体中.该文提出一种修正的均相流模型,在模型的含气率守恒方程中引入穿透速度,该速度只存在于喷嘴近的区域.其作用是将气体导入流体中,在数学上并不改变含气率守恒方程的性质,而只改变值的分布.计算实践表明,修正的均相流模型能够解决侧吹装置中的气液两相流动问题.同水模型的实验观察比较表明,该模型模拟的气相分布特征同水模型观察结果符合较好.同时,论文还研究了喷吹氩气的入口动量和初始含气率与循环流量的关系.循环流量随这两个参数的增大而增大,而它对于初始含气率有一个饱和值.论文中的计算模型能够对施加旋转磁场后的RH真空精炼装置的实际流动状况和两相分布进行模拟和预测.修正的均相流模型能够用于分析钢包精炼和铁浴式熔态还原等一大类侧吹装置的传输问题.