高炉熔渣是高炉炼铁中最主要的固态副产品，其温度高（1450℃），排量大。当前国内外普遍采用的水冲渣工艺，耗水大、污染严重，同时丰富的熔渣余热无法回收，因此亟待开发干式熔渣处理及余热回收工艺。离心粒化—空气余热回收工艺由于其装置紧凑、耗能小、产生渣粒粒径小且均匀、热回收率较高的特点成为当前研究的一个热点。在该工艺中，如何利用粒化器快速裂解熔融炉渣使之成为细小均匀渣粒成为影响炉渣余热回收效率的一个重要因素。对高温熔渣粒化机理的研究和认识是离心粒化余热高效回收系统中重要的理论基础，对系统设计及优化有重要的理论指导意义。基于此，本文通过理论分析和粒化实验，分析了流体在粒化器表面铺展成膜、液膜断裂形成液滴的机理。研究了流体在粒化器壁面所形成液膜的厚度和速度，液膜在粒化器边缘汇聚所形成液丝的数目、长度和直径，液丝断裂形成液滴的粒径分布、平均粒径等。同时通过改变实验工质，研究表面张力、粘性力对液膜铺展性能及颗粒粒径的影响。并且对不同离心粒化器结构对粒化性能的影响进行了实验研究，提出优化粒化器模型的方法。最后通过对冷态实验中粒化机理的分析，提出流体离心粒化过程的相关实验关联式。主要研究成果如下：①工质由于离心力作用会迅速在壁面铺展形成薄液膜，根据边界层理论，建立了简化的转盘壁面液膜流动N-S方程，并求出液膜厚度和径向速度。结果表明壁面液膜厚度随着转速升高或径向距离增大而减小、随流体流量增大而增大。同时，液膜径向速度随转速升高或流量增大而增大、随径向距离增大而减小。②在表面张力作用下，液膜在转盘边缘融合形成若干凸起、凸起拉长形成液丝、液丝断裂时形成细小液滴。当转速增大时，液膜变薄，液丝的数目增多，液丝的直径及长度变小，液丝断裂时间变短，液滴粒径减小。当流量增大时，液膜变厚，液丝的数目增多。液滴粒径大小主要受液膜厚度和韦伯数的共同影响。③通过改变转杯的结构可以改变液膜的受力，使液膜变薄，转杯最佳的内壁面角度和深度与具体工况有关。实验过程中，30°内壁面角度、15mm杯深的粒化器粒化效果最好。增大转杯外边缘角度，可以减缓膜状分离的形成，转杯边缘液滴形成的位置也相应会发生改变，产生的液滴粒径减小。④通过改变实验工质，观察到了不同的流体分离现象。当粒化器表面的液膜变厚、韦伯数变大时，粒化器壁面的液膜会突破表面张力束缚，继续向粒化器外铺展，形成膜状分离，膜状分离形成的液滴粒径较大。液膜速度越大或液膜越厚时，液膜的运动惯量越大。当液膜运动惯量越大或表面张力系数越小时，液膜越容易向粒化器外铺展，形成膜状分离，膜状分离时形成的颗粒粒径较大。