在电弧炉冶炼工艺中,高温烟气直接排放会造成大量能量浪费,连续加料电弧炉工艺因其具备连续加料的独特优势,可以利用高温烟气对废钢进行预热;同时,连续加料电弧炉冶炼过程全程封闭,大幅度降低了电弧炉开盖过程烟气对环境的污染。然而实际生产过程中连续加料电弧炉废钢预热系统预热效率较低,尚且未能高效地利用高温烟气的热量。基于此,本文开展了提高连续加料电弧炉废钢预热效率的相关研究,具体的研究内容如下:根据连续加料电弧炉废钢预热烟道的结构构建了二维预热烟道几何模型,以及基于连续性方程、动量方程和能量方程建立了连续加料电弧炉废钢预热模型。以构建的废钢预热模型为基础,使用Fluent商业软件对之前学者研究的废钢预热器工作过程进行数值模拟计算,对比文献中的结果,验证了所构建废钢预热模型准确性较高。根据连续加料电弧炉内冶炼过程的物料平衡和氧平衡关系计算得到了烟气的成分组成,烟气成分中90%为一氧化碳（CO）。借助Fluent商业软件的UDF自编程功能,编写烟气与废钢之间的对流换热系数方程,并将其加入到数值模拟计算的温度场求解过程中,使预热过程温度场的数值模拟更加准确。通过实验测定现场用于连续加料电弧炉冶炼生产的废钢原料的孔隙度,得到了废钢孔隙度的平均值为0.83。使用Fluent商业软件进行数值模拟,计算连续加料电弧炉预热烟道内的流场和温度场分布,分析烟道内烟气的流动情况和废钢层预热温度的分布规律。研究结果表明,烟气与废钢相向运动过程中通过对流换热发生热交换,烟气温度逐渐降低,废钢温度逐渐升高。废钢层底层靠近烟道壁面处废钢升温速度比顶层废钢慢。但在接近废钢出口区域,因废钢底层存在对流换热系数较大的区域,导致该区域内废钢底层温度略高于顶层。通过数值模拟计算求解烟气进入烟道时不同初始温度、流速条件下烟道内废钢预热温度的变化,探究得到了烟气初始温度、流速对于废钢预热效率的影响规律:仅仅提高烟气初始温度,废钢预热效果的提升并不明显;增大烟气初始流速,废钢预热效率反而下降。通过数值模拟计算得到了不同废钢孔隙度条件下废钢预热烟道内的流场和温度场分布情况,分析不同废钢孔隙度对烟气流动过程的影响,探究得到了预热烟道中预热不同孔隙度废钢时预热效率的变化。研究结果表明,随着废钢孔隙度增大,废钢层整体预热温度提高,但废钢孔隙度过大会导致废钢的预热效率下降。在此基础上,进一步研究不同种类废钢同时进入烟道中进行预热时,废钢的布料方式对预热效率的影响,探究得到了预热效率最高的废钢布料方式:废钢层自上而下,废钢孔隙度由低到高布料。设计了预热烟道上方安装挡风板、预热烟道高度逐渐降低和预热烟道底部出风三种连续加料电弧炉废钢预热烟道的改进措施。通过数值模拟计算得到了三种改进后的预热烟道内的流场和温度场分布情况。分析不同预热烟道结构下烟气流动的变化,对比预热烟道改进前后废钢预热效率的提升情况,三种烟道改进方案废钢预热效率分别提高了4.31%,2.52%和 2.65%。