复吹转炉的基础研究

在转炉精炼方面，为减少无渣吹炼时的钢水喷溅，因此在顶吹氧枪设计中，除了进行模型实验外，还同时进行了数值流体力学的解析。尤其是，结合实验中获得的部分数据，可以获得喷吹气流在三维方向的运动量等复杂数据。

　　最近，由于耐化学性试验法之一的粒子法的应用，因此出现了对与液体（钢水）的相互作用产生的喷溅等进行试验解析的动向。

　　但是，上述的解析全部都是基于没有反应的气体与液体的流体解析。有关转炉内顶吹喷枪的脱碳反应的气流解析，除了1990年初进行的二维解析外，就再也没有了。

　　Kato等人根据小型高频炉吹氧时的二次燃烧实验结果，基于动平衡的考虑，预先给出了氧气喷吹时钢液的凹处，并假设紊流普兰特数和紊流施密特数都为1，推算出伴随反应的炉内气流，结果发现实验结果与二次燃烧率基本一致。

　　Baptizmanski等人进行了在10kg铁水中底吹氧的观察实验，取得了意义深远的结果。即，通过直接观察底吹氧时的火点，可以将火点分为氧直接与铁反应后形成的极高温度区（IB区）和火点周围FeO被C还原的低温区（ⅡA区、ⅡB区）。在成为脱碳最盛期的低碳含量区内，Ⅱ区（ⅡA、ⅡB）扩大；在生成铁氧化的低碳含量区内，IB区扩大。根据相当于IB区的火点温度测定可知，在脱碳最盛期的火点温度为2373K，在铁氧化期的火点温度为2573K。

　　虽然可以推测即使在顶吹氧枪吹氧时也同样会发生因喷吹的氧气产生的火点（生成氧化铁）及其还原机理，但详细情况仍不清楚。

　　随着铁水预处理工艺的引进，铁水条件已稳定，顶底吹炼的钢水和炉渣实现了均匀化。为提高钢水中的碳含量和温度的终点控制精度，需进一步提高吹炼控制数学模型的精度。为减少吹炼的变化和干扰因素，还进行了将副枪测定后的连续性废气成分导入吹炼控制模型的试验。

　　但是，为实现未来转炉操作不需要熟练操作工的完全自动吹炼控制，因此要进一步提高吹炼控制数学模型本身的精度。脱碳、脱磷、脱硫和铁的氧化及还原反应在转炉内是同时进行的，为对其进行解析和优化，开发了多相偶合反应模型和基于这种模型的工艺模拟研究。在未来实现工业化操作上，要加快实炉的解析，进一步推进反应速度解析方面的研究，包括转炉炉形影响的研究。