高炉炉缸侧壁多采用高导热的小块碳砖砌筑而成。经过一段时间后,高炉炉缸侧壁温度会不断升高,这不仅影响了高炉生产的稳定顺行,而且成为影响高炉长寿的限制性环节。近年来的高炉大修破损调查表明：炉缸内铁水环流的流动冲刷是造成炉缸侵蚀、引起炉缸侧壁温度升高、影响高炉炉缸寿命的重要原因之一。由于高炉炉缸结构的特殊性,炉缸内的铁水流动状况无法直接测定,因此有必要通过数学模拟手段,研究炉缸铁水环流的原因及其影响因素,从而掌握控制炉缸内铁水环流的应对措施,减轻铁水环流对炉缸侧壁的冲刷,达到延长炉缸寿命之目的。本文基于计算流体力学原理,应用FLUENT软件对炉缸内两种不同死料柱状态下,不同铁口深度、角度、铁水流量、空隙度以及出铁口数目条件下,炉缸内铁水流动行为进行了模拟,计算得到了两种死料柱状态下的炉缸铁水速度分布和流线,以及炉缸侧壁及炉底剪切应力分布情况,并得到如下结论。(1)炉缸内焦炭空隙度分布不均匀(中心空隙度小,边缘空隙度大),铁水趋向于流向空隙度较大区域再流向出铁口,炉缸内有铁水环流产生。死料柱漂浮条件下,远铁口端铁水先流向底部无焦层区域再流向出铁口。(2)炉缸内有铁水环流产生时,铁口附近区域剪切应力值最大。死料柱漂浮条件下,铁水对炉缸侧壁的冲刷主要位于铁口及铁口以下三分之一区域。(3)随出铁口深度的增加,炉缸侧壁及炉底剪切应力值均逐渐减小,增加铁口深度可以减轻铁水对炉缸侧壁的冲刷。(4)死料柱沉坐炉缸底部条件下,不同出铁口倾角时炉缸侧壁剪切应力值没有明显变化；死料柱漂浮条件下,出铁口角度为12°时,炉缸侧壁剪切应力值最小。(5)随铁水流量的增加,炉缸侧壁及炉底剪切应力值逐渐增大。因此,适当减小铁口、延长时间出铁,可以减轻铁水环流对炉缸侧壁及炉底的冲刷。(6)随中心死料柱空隙度变大,炉缸侧壁及炉底剪切应力值逐渐减小。改善中心死料柱的透液性,可以减轻铁水对炉缸侧壁及炉底的冲刷侵蚀。(7)采用双铁口同时出铁时,对比单铁口出铁,炉缸侧壁及炉底剪切应力值明显减小,减轻了铁水流动对炉缸侧壁及炉底的冲刷。