可以看出，S4与SS条件下溶液覆盖EBT区的时间相对其他3组更短。当增大EBT区附近的侧吹枪流量时，该区域的扩散时间显著缩短。4号枪不仅位置靠近EBT区，且其射流方向正对该区域，能够有效增强对EBT区的搅拌作用，从而显著改善该区域的混匀效率。根据，高锰酸钾溶液扩散均匀的时间，与饱和食盐水的混匀时间变化趋势基本一致。在总气量相同的条件下，增大靠近冷区的3支侧吹枪气量所对应的混匀时间，均短于增大远离冷区的两支枪气量的试验组。其中，S4试验组(增大4号枪气量)的混匀时间最短。

       以上试验从平均混匀时间、高锰酸钾溶液的扩散情况对不同条件下的硅碳棒电炉熔池混匀情况进行了探究。其中，针对高锰酸钾溶液的扩散情况，除了对硅碳棒电炉熔池的观察，还对其混匀时间及覆盖EBT冷区的时间进行了追踪。试验结果表明，在增大相同气量时，相比于均匀提升各枪气量，将气量集中于单支枪更有利于混匀。该现象与侧吹射流的作用机制密切相关。侧吹能量传递主要包括3部分，分别是射流侵入液面时的局部强烈冲击、气泡上浮过程的动能传递，以及更远距离上以液体波动为媒介的动量扩散。基于流体力学相关理论，当气量集中于单支枪时，其所激发的大尺度涡旋具有更长的寿命和更慢的能量耗散。同时流量增加时，浮动的气泡逐渐从鼓泡状态变为稳定的大范围的喷射状态，形成更完整的射流结构。这一增大的射流成为影响硅碳棒电炉熔池流动的主射流，有效驱动硅碳棒电炉熔池宏观循环，增强湍流扩散。此外，该主导射流的高动能区域能够推动邻近枪位产生的环流，形成协同效应，使流动方向上的动量不断叠加，进一步强化整体环流。因此，在总气量相同的情况下，非均匀气量布置能够更显著地提升环流速度，兼具更优的混匀效果与气体利用效率。

       不同枪位气量增大对硅碳棒电炉熔池流场的影响存在差异。增大1号或5号枪气量时，部分涡流回卷可促进热源进入EBT区，但也会在局部产生与主环流方向相反的力，且对加料区混匀的改善有限;增大2号或3号枪气量有助于增强中心弱扩散区的混合，其中3号枪因靠近加料区效果更佳，但对EBT区的混匀促进较弱;增大4号枪气量时，其位于加料区与EBT区交界带。该条件下既可强化中心区的搅拌，又能同步优化两个冷区的流场。既提高了加料区的热交换速率，也促进了高温熔体向EBT区的输送。根据试验测得的平均混匀时间，在S4条件下总气量180L/min与均匀分布侧吹总气量220 L/min时相等，气体利用率提高超过15%。因此增大4号枪的气量是优选的非均匀侧吹布置方案。

       研究表明，硅碳棒电炉废钢进入硅碳棒电炉熔池后的运动行为除了受气液两相流的推动，自身重力和形状的影响，受力十分复杂。因此，若要减小甚至消除加料区和EBT区这两个冷区，在气液两相流与三相流下的机制有所不同。在三相流下，除了要增大流动速度促进熔融物进入冷外，还需要尽量减少冷区的硅碳棒电炉废钢堆积。这包含减少硅碳棒电炉废钢的进入和进入区硅碳棒电炉废钢的快速流出。为了探究SOSS试验组下废钢的熔化行为，在硅碳棒电炉熔池内相同位置加入等量的冰块，观察冰块的运动行为并记录熔化时间和硅碳棒电炉熔池温差。

       所示为SO试验组下的硅碳棒电炉废钢模拟物的扩散情况。在SO条件下，冰块加入硅碳棒电炉熔池后迅速分散。由于各射流之间的动量叠加作用较弱，射流间隙区域主要依赖波动进行动量传递。受逆时针主环流及炉型结构影响，部分冰块沿炉壁运动，进入EBT区后出现明显堆积。至加入冰块15s时，左侧硅碳棒电炉熔池中的冰块随主环流持续运移并逐渐分散，而EBT区内冰块仍不断积聚，且从该区域移出的冰块运动极为缓慢，反映出该区域流动能力较弱，存在明显的流动死区。

       所示为S1和S2试验组下的硅碳棒电炉废钢模拟物的扩散情况。S1与S2试验条件下，冰块在硅碳棒电炉熔池中的移动速度随环流整体流速的提升而加快，在EBT区的通过速率也有所提高，该区域内的冰块堆积现象得到缓解。在气量增大的侧吹枪附近，由于射流动能增强，冰块所受推动力更大，局部环流进一步加速。然而，受炉壳结构制约，这两种布置对提升冷区冰块整体运动速度的作用仍较为有限。http://www.zbqunqiang.cn/