王军现，于　洁 ，吕国强，马文会，杨　玺，杨兴卫

(1．昆明理工大学冶金与能源工程学院, 昆明　650093；2．真空冶金国家工程实验室，云南省高校硅冶金与硅材料工程研究中心，昆明　650093)



硅包底吹富氧精炼气液两相流动的数值模拟

王军现1,2，于洁1,2，吕国强1,2，马文会1,2，杨玺1,2，杨兴卫1,2

(1．昆明理工大学冶金与能源工程学院, 昆明650093；2．真空冶金国家工程实验室，云南省高校硅冶金与硅材料工程研究中心，昆明650093)

应用VOF(Volume-of-Fluid)多相流模型，对单个气泡在水中的运动情况进行三维模拟，对气泡在上升过程中的变形与自由表面的波动情况进行研究，表明所建立的数学模型具有一定的合理性。以某公司的底吹氧化精炼硅包为原型，运用数值模拟的方法对富氧-硅液两相流进行三维瞬态数值模拟，研究硅包内不同截面气泡主要参数、气体体积分数分布规律、硅包内液体流动情况以及自由液面波动情况，为硅包的结构设计、寿命计算以及工业硅炉外精炼的优化提供了基础与依据。

气泡； 两相流； 数值模拟； 硅包

1　引　言

工业硅广泛应用于冶金、化工、机械制造、电子信息、能源开发、航空航天等各工业领域，是现代工业重要的基础材料。矿热炉内还原的硅溶液中存在多种杂质，这些杂质的存在严重影响工业硅的性能、使用和价值，因此需精炼处理以降低其中的杂质[1,2]。吹氧精炼是一种普遍推广的精炼方法，多数工厂采用氧气和空气混合底吹进行硅的炉外精炼。通过向硅熔池中喷吹富氧气体，改善硅熔体的循环流动，促进杂质与气体之间的反应并形成渣相，可使硅熔体中Ca、Al、Mg等杂质含量显著降低[3]。……