高炉风口是高炉送热风的关键部件，高炉生产过程中增加热风量时，需破坏直吹管内封泥（烧结后），使热风从围管流向高炉内部；且发生意外情况如突然停风、断电使炉顶掉料，炉内渣铁灌入风口时，需对堵塞在风口内渣铁进行清理，恢复高炉生产。针对以上问题运用凿岩机工作原理设计高炉开风口机，为取得良好的凿进效果，对其进行仿真分析并优化。运用气体动力理论，即考虑气体绝热充气过程和气体的压缩特性等，对高炉开风口机进行数学建模，根据数学模型建立simulink仿真模型。改变模型中主要结构参数和活塞运动的摩擦系数，分析其对高炉开风口机主要性能的影响，即冲击能、冲击频率等，根据最优凿进原则，即功率相同情况下冲击能越大冲击频率越低凿进效果越好，对高炉开风口机进行优化。最终得到最优凿进效果下的主要结构参数和摩擦系数。研究发现，高炉开风口机工作过程中，当钎杆发生共振时，钎杆发生径向大位移扰动，严重影响其对冲击能的传递效率。按照振动特性理论将钎杆转化为弹簧质量系统，建立振动特征模型，施加边界条件对钎杆进行模态分析，分析钎杆在预应力下的振动固有频率和振型，避免钎杆某阶固有频率与冲击频率相同而发生共振，导致钎杆发生大扰度变形而影响其对冲击能的传递效率。最终通过样机验证了高炉开风口机设计方案的可行性、仿真模型和优化分析的正确性。