在我国,冶金行业炼铁的重要方式就是高炉炼铁。目前,我国的炼铁企业高炉的结构和参数都向着大型化及高炼铁强度发展。因此,提高高炉的炼铁效率,降低炼铁成本,获得较长的稳定出铁时间和延长高炉的寿命成为钢铁行业亟待解决的重要问题,炼铁技术的进步是以能使高炉获得较长寿命为重要指标。高炉炉缸是炼铁的核心反应区,长期受着铁水的冲刷、热应力侵蚀及其他化学侵蚀等,而高炉的损坏大多都是炉缸的损坏,因此,炉缸的寿命决定了高炉的寿命。研究炉缸内衬热平衡下的理论操作炉型,炉缸侧壁和炉底热平衡时的剩余内衬厚度,对高炉的长寿有重要意义。以往对高炉的研究方法中,把内衬热面都当作是固定壁面,而不随高炉服役时间的变化而变化,这就使得高炉模拟计算中出现较大误差。本文利用FLUENT软件,采用“凝固潜热”的方法对高炉模型进行分析,通过自定义函数,实现了内衬单元与铁水单元相互代替,模拟了侵蚀边界的自动移动,使模拟计算结果精度更高。对柳钢五号高炉炉缸结构等效建模,对其复杂的炉缸侧壁和炉底结构,运用传热学基本理论,采用等效对流换热系数,把填料层和冷却壁层对热平衡的影响等效到内衬上。同过模拟分析,得出柳钢五号高炉炉缸的理论操作炉型,分析不同标高不同周向方位角下侵蚀量形成原因,计算炉缸侧壁和炉底的剩余厚度,并以保证内衬结构稳定性和冷却壁工作温度稳定性两个方面入手,对柳钢五号高炉的剩余厚度进行安全性检验。针对柳钢五号炉缸模型,充分讨论了内衬材料导热系数,对流换热系数,容积利用系数和死焦柱孔隙率及浮起高度对内衬热平衡的影响,分析了不同参数下理论操作炉型及侵蚀量的具体大小,从热阻、热流密度和铁水流速及流向等,深入分析了在不同参数下炉缸侧壁和炉底侵蚀的原因。文章最后,对影响炉缸热平衡的不同参数,进行了基于内衬和冷却壁安全为前提的安全系数的计算,为高炉炉缸的长寿与安全生产操作提供了量化技术数据。