过程工程学报 ›› 2026, Vol. 26 ›› Issue (5): 453-465.DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225250
张兴淦, 柳玉杰, 商梦婷, 王海川, 夏云进, 孙桂林*
Xinggan ZHANG, Yujie LIU, Mengting SHANG, Haichuan WANG, Yunjin XIA, Guilin SUN*
摘要: 炉渣泡沫化是电弧炉炼钢中提升能效、抑制喷溅与稳定冶炼过程的关键环节,其行为预测与调控对实现绿色高效炼钢具有重要意义。本工作旨在系统综述炉渣泡沫化预测领域的研究进展,明确不同方法的适用范围与发展趋势,为智能化泡沫渣控制提供理论支撑。围绕“影响因素-预测方法-发展趋势”的主线,综述了碱度、黏度、表面张力、悬浮颗粒、气体参数及温度等多变量对泡沫形成与稳定的耦合效应,并系统比较了经验公式、无量纲建模、热力学计算、计算流体力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)模拟和机器学习等主要预测方法,分析了其核心思想、优势及局限性。研究表明,单一模型难以兼顾实时性与精度,尤其在多变量强耦合和复杂工况下预测能力不足。为此,本工作提出结合机理模型与数据驱动模型的混合预测框架,强调物理约束、跨尺度耦合与多源数据融合的重要性,旨在推动炉渣泡沫化预测由“可计算”向“可控、可调”转变,为电弧炉绿色智能制造提供方法学参考。