近年来,低碳型电弧炉废钢预热技术受到钢铁行业的广泛重视。该技术通过安装在炉体上方的预热竖井装载和添加废钢,并利用上行的高温烟气对废钢进行预热,属于短流程炼钢领域的热点和前沿技术。由于该技术开发时间较短,相关科学问题尚存在较多空白。特别是关于预热竖井中不同工况条件、废钢不同形状和尺寸及不同类型废钢分布状态下的废钢预热效果,目前缺少相关研究和数据指导。由此导致生产实践中废钢预热效果不佳、废钢局部熔化导致的掉料等问题时有发生,严重制约了企业的生产效率和制造成本。因此,以某钢铁企业低碳型电弧炉的预热竖井为研究对象,按照实际生产中废钢的形状和尺寸及布料方式,建立了废钢预热的有限元模型,采用数值模拟软件Pro CAST进行求解,模拟研究了废钢预热过程中的温度变化特征。主要内容如下:1)基于数值模拟方法,利用开发的废钢预热模型分析了整个电炉废钢预热过程的流场和温度场特征。并将模拟结果与工业生产实测温度进行了对比验证,结果表明,数值模拟结果与生产实测温度较为吻合,验证了模型的准确性。2)对比研究了不同料型废钢在不同时刻、不同位置的预热效果,轻薄料和轻料废钢的预热效果较好。废钢温度最高发生的时间为预热的最后时刻,位置为预热竖井底部的轻薄料废钢。3)分析不同工艺参数条件下废钢温度的变化。与烟气温度和预热时间相比,烟气速度对废钢预热温度影响最大。在生产实践中,通过改变烟气速度大小能够快速、有效地调节废钢预热温度。4)研究了烟气温度、预热时间和烟气速度对轻薄料废钢局部温度的影响。设计了合理的工艺参数组合,当烟气温度1610℃、预热时间660 s和烟气速度0.20 m/s时,既可以获得良好的废钢预热效果,又能保证不发生掉料现象。图62幅;表9个;参81篇。