KR（Kambara Reactor）机械搅拌脱硫法具有脱硫效率高、效果稳定、脱硫剂消耗少、作业时间短、金属损耗低等特点,被广泛应用于国内外钢铁企业的铁水预处理脱硫站。提高KR法脱硫过程的搅拌混合性能,提高脱硫效率,可极大降低脱硫成本。前人研究表明,影响脱硫反应速率及脱硫剂利用率的主要因素为脱硫过程的多相传输动力学条件。鉴于现场工业试验的复杂性,因此有必要采用数值模拟方法对KR脱硫过程搅拌流场及脱硫粉剂混合分散行为进行深入研究,构建对KR搅拌脱硫多相流运动特性的精细描述,从而为提高脱硫效率提供理论依据。本文以某钢厂170t铁水包为原型,首先采用数值模拟方法建立了瞬态条件下空气-铁水两相流模型,研究了 KR旋转搅拌下铁水包的流场特征,考察了搅拌工艺参数对铁水流场的影响,在此基础上建立空气-铁水-脱硫剂颗粒三相流模型,研究了脱硫剂颗粒在混合初期、中期和末期的运动行为特征,并考察了搅拌工艺参数的影响规律。论文所得结论如下。KR搅拌铁水流场为径流型,在可允许范围内搅拌器转速越高,搅拌混合性能越好;搅拌器沉深则建议在搅拌初期采用较浅沉深,随搅拌过程进行可逐渐增大沉深;搅拌器适当偏心有助于提高搅拌混合性能。扩散初期,氧化钙颗粒浮于铁水表面且随波动液面做回转运动,并逐渐靠近搅拌涡流中心,在部分颗粒进入中间搅拌区后在搅拌器作用下,随铁水一起被排出;扩散中期,进入中间搅拌区的氧化钙颗粒随铁水被排出后重新进入上部循环或者进入下部循环,这一时间段内氧化钙颗粒通过复杂的运动路线在铁水包不同区域间穿插最后逐渐达到稳定运动状态;扩散末期氧化钙颗粒运动轨迹基本稳定,随铁水做周期回转运动。氧化钙颗粒在铁水包内的运动轨迹可分为三类:第一类是在全部计算时间内都处于上部循环区域,仅随铁水做周期性回转运动;第二类是扩散初期在搅拌器作用下进入表面涡流中心,然后经过复杂的路线重新进入上部循环区域;第三类是被卷入涡流中心后,经过复杂的路线进入下部循环区域。在发挥脱硫效果方面,遵循第三类轨迹的氧化钙颗粒在铁水包中停留时间更长,脱硫效率更高。在搅拌转速80rpm、搅拌器沉深1334mm、中心搅拌条件下,当氧化钙颗粒在搅拌铁水流场中的运动达稳态后,上部弱湍流区、中间强湍流区和下部弱湍流区的氧化钙颗粒数目占比分别约为60%、25%、15%。当搅拌转速增加或者适当偏心距离的偏心搅拌时,中间强湍流区和下部弱湍流区的氧化钙颗粒数目有所增加,增加搅拌器沉深时,下部循环区域外侧有相对较大幅度增长,而其他区域颗粒分布对沉深变化不敏感。综合各工艺参数的影响,建议在可允许范围内使用最大搅拌转速,搅拌器小范围内适当偏心,搅拌器沉深则采用先浅后深的方式,以增强铁水流场的混合效果,以延长脱硫剂颗粒在搅拌铁水中的停留时间,提高脱硫效率。