钢渣是炼钢生产中排出的副产物,含有多种可供回收再利用的金属元素以及丰富的优质余热资源。钢渣产量一般约占粗钢总产量的8%～15%,处理不当会引发堆积占地、污染环境等问题。不同的钢渣处理工艺会直接影响钢渣中金属资源、显热资源的再利用效率。随着冶金行业的发展,相继出现了冷弃法、风淬法、水淬法、热泼法、热闷法、滚筒法等多种处理工艺,其中风淬法相比于其他处理工艺可以实现对高温液态钢渣的高效粒化,有效控制渣粒粒径,避免对渣粒二次破碎;同时以热空气为媒介,对余热资源进行有效回收,提高能源利用率。钢渣在风淬过程中受到风速、风压等多种因素的影响,涉及到热量的传递、空气流体的冲击、钢渣的相变等多个问题。本文针对钢渣风淬工艺线的不同阶段,分别进行液态钢渣受到不同因素影响下的理论分析,并对重点影响因素进行数值模拟,以探究验证既有粒化室工艺布局和生产参数的合理性。结合理论分析和数值模拟的结果,对既有工艺线进行改进。本文的具体研究工作如下:1、根据钢渣风淬工艺的实际生产流程进行数学建模,对风淬工艺的各要素进行对比分析,分别探究喷嘴直径、射流气压与表面张力、钢渣粘度与过热度等对粒化效果的影响。结合钢渣样本物性参数,对风淬过程建立流体力学计算模型,使用有限元软件Fluent对液态钢渣的粒化过程和渣粒的凝固过程分别进行求解。2、基于Fluent对钢渣风淬过程中射流的流场、液态钢渣受到高压高速射流冲击的破碎粒化过程、粒化产生的钢渣微粒换热冷却的凝固过程等的数值求解结果,分别探究了:喷嘴直径、射流速度等对射流流场分布的影响,钢渣粒化过程中的变化状况,不同风速、不同粒径对渣粒换热凝固过程的影响。3、结合对钢渣风淬过程的理论分析和不同风淬阶段的数值模拟结果,对既有的钢渣风淬工艺线进行改进,取消人工吊装渣罐的流程,设计新型的钢渣运输小车和旋转换向平台并进行力学性能的校验,缩减钢渣从出渣到完成风淬之间的时间,提高新型钢渣风淬工艺线的生产效率,并估算新型风淬工艺线的经济效益。