混勻時(shí)間是衡量鋼液成分均勻化的重要指標。國內外學(xué)者在進(jìn)行水模型試驗時(shí),通常采用“刺激-響應”技術(shù)測量監測點(diǎn)的局部混勻時(shí)間,Kochi等在水模型試驗中測定混勻時(shí)間時(shí),在模型底部靠近壁面處安置了1個(gè)電導探頭,取從加入KCl溶液到電導率達到平衡值95%~105%時(shí)的時(shí)間為混勻時(shí)間,這是最常用的測量混勻時(shí)間的方法。但是電導探頭測量的混勻時(shí)間僅代表該點(diǎn)周?chē)植繀^域的混勻時(shí)間。
科研工作者針對由于鋼包各處混勻時(shí)間差異較大,加之監測點(diǎn)位置選擇的主觀(guān)性,易造成混勻時(shí)間測量不準的問(wèn)題,通過(guò)數值計算的研究方法模擬了鋼液的流動(dòng)與混勻過(guò)程。
計算結果表明:隨著(zhù)鋼液混勻程度的增加,鋼液中整體示蹤劑濃度標準差降低,當整體示蹤劑濃度標準差在約0.02以下時(shí),鋼包混勻程度已達到100%,基于此提出在水模型試驗中測量混勻時(shí)間時(shí),可以在鋼包中3個(gè)不同高度處各安裝3個(gè)電導探頭監測示蹤劑濃度變化,當這9處監測點(diǎn)示蹤劑濃度標準差小于0.02時(shí),即可認為達到混勻。研究了不同示蹤劑加入位置下的混勻時(shí)間,結果表明,在鋼包一側距離鋼包中心約1/6R處加入示蹤劑時(shí),混勻時(shí)間最短為77.5s,該位置為理想的合金加入位置。而在靠近氣液兩相區的鋼包液面邊緣處加入示蹤劑時(shí),混勻時(shí)間最長(cháng)為137.3s,在該位置加入合金則不利于鋼液的快速混勻。