随着我国经济建设的快速发展以及对钢材品种和质量的要求日益苛刻，炉外精炼已成为现代钢铁生产工艺中必不可少的重要工序。RH真空精炼法由于其强大的处理功能和优异的精炼效果被广泛地运用于炉外精炼过程中。RH真空精炼过程是一个涉及传热、传质、化学反应和多相流动的复杂冶金过程。为了充分地发挥RH的精炼效果，降低生产成本，必须对RH真空精炼过程中的气液流动行为和影响因素进行深入系统地研究。　　本研究以某厂210t机械真空RH精炼装置为原型，建立了与RH精炼装置原型1:5比例的水模型，模拟研究了RH精炼过程中流体的流动行为及不同工艺参数对RH精炼过程的影响。物理模拟研究结果表明，当水模型装置内的流场稳定后，装置内的气液两相会维持固有方式进行循环流动。气液两相的流动行为主要受到吹气流量、浸渍管浸入深度和真空度等工艺参数的影响。增大吹气流量、浸入深度和真空室液面高度均有利于增加液体的循环流量，提高混合效果，从而缩短混匀时间。利用ANSYS-CFX商业软件模拟研究了各相间力及其不同组合方式对RH精炼装置内气液两相流动行为的影响。数值模拟研究结果表明，曳力是RH流场模拟的核心相间力，对钢液循环流量的影响最大。虚拟质量力由于改变了气泡的运动轨迹，消除了气泡的粘壁效应，对钢液的循环流量和上升管内气泡的含气率分布都具有显著影响。湍流扩散力虽然对钢液循环流量的影响较小，但对上升管内气泡的含气率径向分布影响较大。壁面润滑力与升力两者对钢液的循环流量和上升管内气泡的含气率分布都无明显影响。因此，基于RH流场模拟的最优相间力模型可由曳力、虚拟质量力和湍流扩散力三者组成。根据获得的最优相间力模型，对建立的RH真空精炼数学模型进行了优化与验证，分析研究了RH精炼装置内钢液的流场、速度场、气泡的含气率分布特点以及钢包最佳取样位置。结果表明，优化后的RH真空精炼数学模型能真实地反映RH精炼装置内气液两相流动的行为。影响RH精炼装置内各部分的流场、速度场及气泡含气率分布的主要因素是工艺条件、气液两相间的相互作用以及装置结构。通过对比钢包内各测试点“开始混匀时间”，分析钢液在钢包内的流动方式，能得到若干个基于RH精炼过程的最佳钢包取样位置。采用Higbie渗透模型和细胞涡流传质模型分别分析研究了RH精炼装置内不同区域的脱氢传质过程，通过耦合优化的RH三维流场，建立了RH真空精炼脱氢数学模型。研究结果表明，该模型不仅能真实准确地反映RH精炼装置内的两相流动行为，也能较好地预测实际脱氢过程。RH真空脱氢反应主要发生在上升管和真空室内，上升管内的脱氢反应区域由气泡的含气率分布所决定；真空室内的脱氢反应区域由钢液面湍动能耗散率的分布所决定。增大吹氩流量不仅可以提高上升管内的气泡含气率，还能增大真空室钢液面的湍动能耗散率，因而使得脱氢反应速率增加。此外，钢包内钢液的流动方式很大程度地的影响了整个RH精炼装置内的混合过程，从而间接地影响了上升管和真空室内的脱氢反应。