基于某钢厂有效容积1750m~3的高炉炉缸在实际生产中受损状况,利用相关的生产数据并从渣铁对炉缸炉底机械冲刷的角度在FLUENT软件中建立高炉出铁的非稳态数学模型。在模拟过程中改变料柱状态、料柱孔隙度、死铁层深度等因素,得到不同条件下的模拟结果,并分析炉底、炉壁等位置所受到的剪应力、压力以及炉缸内的铁水流场以探明铁水流动对炉缸炉底的侵蚀方式以及侵蚀原因。主要结论如下:(1)炉缸中存在A1死料柱时流场最简洁,环流现象最少;同时底部受到的剪应力是四种死料柱状态中最小的,剪应力随出铁时间的变化波动最小,此种死料柱状态的形成也最有利于高炉长寿。(2)死料柱充满炉缸时对炉缸有一定保护作用,料柱四周存在铁水自由区时会极大增大对底部和侧壁的压力,渣层的存在可以有效减小铁水对炉缸侧壁渣层覆盖区域的作用力。(3)环流现象的高发位置位于炉缸底部、炉缸底部拐角处;底部最大剪应力位置主要分布于炉缸出铁口两侧、炉底拐角处、炉底中心等位置,与环流现象发生的位置相契合。环流现象会随着出铁过程的进行渐渐消失,炉缸内铁水整体流速也会随着出铁的进行而下降;底部受到的剪应力、压力均随出铁时间而下降。(4)死料柱浮起状态下孔隙度ε=0.3时,炉缸内产生的环流更少且底部铁水最大流速在不同时刻均最小,流场更加稳定;随着孔隙度的增大,底部最大剪应力位置逐渐由出铁口两侧向炉底中心移动。孔隙度越大,在t<500s时其剪应力越大,在t>500s后不同孔隙度下的底部剪应力的差距越来越小;并且在t<500s时,孔隙度相同的条件下,料柱浮起时要比料柱沉底时剪应力更小。(5)死铁层深度相同时,料柱浮起相对于沉底时底部最大铁水流速更小。