现如今钢铁生产过程中,降低钢中硫含量,生产高洁净度钢的关键工序之一是铁水预处理工艺,KR机械搅拌在铁水预处理过程中被大量应用。在当前,有关铁水预处理工艺KR机械搅拌方面的研究,还仅仅局限在少量的工业试验和水模实验研究,而数值研究较少。在数值研究方面,也鲜有考虑铁水自由液面的影响,对脱硫剂颗粒轨迹的追踪更是没有。因此,本文基于Fluent商用软件,采用滑移网格技术、VOF模型及DPM模型对KR法搅拌槽内的流场和脱硫剂颗粒运动进行了数值模拟,研究了流场特性和颗粒运动规律,探究了不同结构和工艺参数对铁水搅拌的影响,为铁水预处理工艺实际生产提供参考。本文首先讨论了湍流模型、网格数以及收敛步长对计算结果的影响,确定了适合于本研究的相关参数,并与水模实验进行对比验证,证明了数值模拟的可行性。根据仿真结果,发现并解释了搅拌初期中心自由液面上涌和回落的现象,观察到速度从搅拌头中部以水平方向往外传递,受壁面作用形成上下两股涡流。然后研究了不同结构和工艺参数对搅拌流场和脱硫剂颗粒轨迹的影响,得出常规三叶比常规四叶桨的搅拌效果更好,侧倾桨叶比常规桨叶搅拌效果更好的结论;提高搅拌转速有利于KR铁水搅拌作用,130r/min是一个较理想的转速;在一定的转速下,搅拌桨沉深增加,搅拌作用效果减弱,但沉深太小,对搅拌也会产生不利的作用。KR铁水搅拌流动的数值研究将对KR铁水搅拌结构尺寸和工作参数的优化设计起到帮助。