高炉炉缸如“黑匣子”一般,无法直观其内部变化,故炉内铁水流动状态无法准确判断。经过冶金工作者多年研究发现,高炉死料柱状态是影响炉缸内铁水流动变化主要因素之一,但高炉死料柱状态具有不可观察、不可测量等特点,因此本研究采用力学计算、图像处理软件等方法对死料柱状态变化进行判断,并在此基础上采用CFD模拟的方法计算不同死料柱状态以及不同铁口制度对铁水流动状态的影响,从而得出炉缸内部铁水流动规律,具体如下:本研究主要运用力学方法定性判断高炉死料柱形态(沉坐或浮起),图像处理软件识别高炉大修时炉缸不同截面的图像分析死料柱内空隙度分布规律;建立高炉炉缸操作模型,模拟死料柱在不同状态下对铁水流动的影响,结果表明:当死料柱中心区域空隙度从0.35减小到0.05时,该区域铁水流速将逐渐减慢,而炉缸边缘铁水流速将逐渐增大,且相比于死料柱浮起,当死料柱沉坐时铁水流速更大,表明死料柱浮起时可缓解铁水对炉缸侧壁冲刷。研究铁口参数对炉缸内铁水流动的影响发现:在本文选择的参数范围内,改变铁口深度、铁口倾角、铁口直径、泥包直径等参数,模拟操作炉型中铁水流动状态,结果表明:当铁口深度由3400mm增加到3800mm时,炉缸边缘及炉底区域铁水最大流速将逐渐减小;当铁口倾角由13°减小到7°时,炉缸边缘及炉底区域铁水最大流速将逐渐降低;当铁口直径由30mm增加到90mm时,炉缸边缘及炉底区域铁水最大流速将逐渐降低;当泥包直径的改变时,铁水流速也将受到影响,其中泥包直径为600mm时铁口下方区域铁水流速最小,故在一般情况下,合理调节铁口深度、铁口倾角、铁口直径、泥包直径等参数可缓解铁水对炉缸侧壁的冲刷,从而使高炉炉缸寿命得到有效延长。