高炉是冶金生产过程中的主要设备,它的建造费用以及维修费用都是十分巨大的。确保高炉的长寿对于企业经济效益的提升具有十分重要的意义,因此,高炉的长寿问题一直是人们关注的重点。高炉的炉缸寿命对于高炉整体的寿命来说影响最大,因而对高炉炉缸寿命的研究能够直接降低高炉的冶炼成本,从而取得较高的经济效益。在炉缸服役整个过程中,与高温铁水直接接触的部位是炉缸的内衬,因而炉缸内衬的侵蚀是使炉缸损坏的直接原因。所以有必要对侵蚀状态下的炉缸出铁特性进行研究,这可以为高炉炉缸的检测诊断和预警提供参考,对于避免因炉缸烧穿引起的安全事故,降低经济损失、避免安全事故都有重要的意义。过去人们对于炉缸出铁过程的理论研究主要针对炉缸设计原型开展的,研究设计原型下出铁过程的特征和利用凝固融化模型来研究炉缸内衬的热平衡状态,考察炉缸的出铁生产率、冷却条件、内衬热阻、死焦柱等因素的作用及影响。但是,服役炉缸的侵蚀状态下的出铁特征尚未见研究,实际上服役中的炉缸经常发生的是工艺性、进行性的侵蚀,因此研究侵蚀状态下的出铁特征,进而探讨设计与操作的优化等技术内容是具有实际意义的。服役炉缸内衬经常发生危险性大的“蘑菇型”侵蚀,本文以柳钢5号高炉为研究对象,对生产中可能产生的“蘑菇型”的侵蚀状态,建立出铁模型并对其进行计算与分析,探讨这种侵蚀状态下炉缸的出铁率、死焦柱和炉缸侧壁、底壁的散热情况对炉缸内部的铁水流动情况以及温度分布、热流量的影响。利用“响应面”法通过使用Design-Expert软件对炉缸内关键点的速度进行了分析实验的设计,得到各参数对于炉缸内关键点的速度影响的响应回归方程,并对该回归方程进行敏感性分析,得到满足在边界条件下该回归方程的最优化解,对以后炉缸各参数的设计与操作提供了一些技术参考。