用钢包精炼钢水的任何场合，吹人气体的基本作用区是钢包进气点上方的柱状范围内的钢水。由于此部分钢水上升，便会形成包内大部分钢水的循环流动。但这并不能解决钢水精炼中的许多问题，特别是微合金元素及调质元素的绝对均匀分布问题。

　 因此，目前炉外精炼中用喷吹气体法搅拌钢水暴露出一些严重的缺陷。首先是气体接触的钢水总量有限，延长了精炼过程，这成为许多场合炼钢流程的“卡脖子”环节。其次是无法使钢水温度及化学成分完全达到均匀化，因为这种搅拌法从实质上说无法包罗钢包内所有的各层钢水，特别是无法搅拌包底钢水层。

　 为解决钢水优质、高速精炼问题，德国从事研发与设计的Techcom公司最近完成一系列研究与试验工作，以期使目前所用钢水吹气搅拌法上述缺陷得到根本的改进。此项研究的内容是，让装着钢水的钢包(钢包炉)在吹气搅拌中以钢包竖向中心线为轴进行一定速度及一定周期的旋转(专利号219—7540—PF)。就实质而言，这种作法乃是使给气搅拌装置对包内准静止柱状范围内钢水作水平面移位搅拌。通过这种方式实现对包内全部钢水，其中包括包内底层钢水的充分搅拌。

　 Techcom用冷态模型进行的此系列研究 分为三个阶段：

　 第一阶段研究圆柱形容器以其竖轴为中心转动时，容器内液体离开容器壁内表面向容器中央旋移的惯性。结果发现，钢包模型在10-1．0转／分钟角速度下，无论朝哪个方向转动，直到转完最后一圈，钢包内表面与包内液体都是分离的，包内液体实际上并未转动。结论是：由于惯性力的作用以及钢水层之间摩擦力很微小，钢包旋转时包内钢水主体不会随钢包一起转动。

　 第二阶段的实验工作旨在揭示研究中关切的另一个问题，即在钢包吹人气体的同时使钢包按规定的角速度及时间转动时，事先置于包内底部的着色显示易溶物质在液体内溶化的均匀速度及程度，借以证明旋转喷吹气体法对液体均匀化的作用，并在钢包旋转及不旋转两种条件下作均匀化的对比。结果发现，钢包内液体中形成的易溶质浓度在整个钢包内各点上实际上是一样的，并接近于基准浓度[q]_cp，即0．1％。尤其是在钢包转速为3-4转／分钟时，易溶质显示物扩散的均匀化演化最快。而在钢包不吹气体、不作转动时，易溶显示物在经历24小时才扩散均匀，但只达到[q]_cp的90％。结论是：旋转吹气搅拌能极大地缩短钢水温度及化学成分的均匀化时间。

　 第三阶段的工作目的是查明在钢包旋转吹气搅拌中，熔池内渣的表现。试验中在液面上放置可浮于液面上的油质模拟渣，观察其在液体中的分布，结果发现，在钢包不转动进行吹气时，喷吹形成的油珠被带到液体深处并发现吹气对面一侧的包壁附近聚集很厚的油层。而当一面使钢包旋转，一面喷吹气体时，能消除任何一侧的油层聚集，沉于液体中的油体被分成众多的细油珠，很少被带到下面的深液层里。结论是：钢包转动时下降气流明显减弱，可避免渣层破裂及在某处堆积，有利于消除搅拌强度大的负作用。

　 上述研究开发的钢水炉外精炼旋转吹气搅拌方法很容易实施，即只需增配固定的传动装置，在运包小车上进行搅拌。传动装置既可采用一般的电气—机械配套设备，也可选用比较简单的液压传动装置。初步计算表明，为使里面装有钢水的300t钢包进行振动旋转，只需要安装一台功率为90-lOOkW的电动机。

　 结 语

　 (1)通过让炉外精炼设备(含钢包及钢包炉)作振动性旋转运动，使吹氩(或其它适用气体)装置(哪怕是单个装置)在水平面上变换其对包内钢水的相对位置往包内钢水喷吹氩气(或其它适当气体)，可使吹人的此气体进入平常搅拌无法深入的钢包搅拌死角里，特别是能使吹人的气体抵达包底处的各钢水层里(专利号219—7540—PP)。研究结果表明，采用此旋转吹气法时，能大大缩短钢水均匀化的时间。与炉外精炼设备固定不动时的效果相比，可减少时间1／2-2／3。

　 (2)钢包及钢包炉钢水精炼时间大为缩短这一有利条件首先宜用来缓解炼钢生产中的“卡脖子”环节。此外，可在使总炉外精炼时间保持不变的前提下，用旋转吹气搅拌节省下来的时间，使包内钢水保持较长的镇静时间，或者可对包内钢水进行“软”吹，进一步减少钢水中存在的气体及非金属夹杂物。