KR（Kambara Reactor）法脱硫技术是目前普遍运用的一种铁水预处理脱硫技术,它具有成本低、脱硫效率高、动力学条件优良的特点。最近几年,各大钢铁冶金企业对脱硫效率提出了更高的要求,希望生产出优质的低硫钢种,由此KR法脱硫越来越被重视。本文首先论证分析了铁水预处理方案。介绍了几种常用的铁水预处理脱硫方法,重点对比分析了KR法与喷吹法,分别从脱硫动力学条件、脱硫剂种类、成本、铁损以及温降等方面证明了KR法优于喷吹法。基于KR铁水预处理脱硫方法对关键工艺设备进行了选型设计,包括脱硫站加料与投料系统、倾翻扒渣系统、机械搅拌系统,给出了主要技术参数和技术说明。仿真分析了KR铁水预处理脱硫工艺。首先,基于ANSYS的Fluent模块进行仿真,通过建立铁水区域的三维模型和划分有限元分析网格,进行数值模拟分析。其次,采用单相流铁水流场进行仿真分析,通过给出连续性方程和动量方程,确定合适的湍流模型、离散格式和离散格式求解方式、边界条件,分别分析了搅拌器浸入铁水深度和搅拌器转速对铁水流场的影响。仿真结果表明,采用铁水单相流的数学模型具备良好的适用性,可以有效捕捉到铁水死区、环流区等位置,搅拌器转速和浸入铁水深度对比分析表明,在搅拌器转速为120rpm和浸入深度为1200mm时,脱硫效率最高。优化设计了KR铁水预处理脱硫设备及工艺参数。分别从搅拌桨升降框架的振动、脱硫效率和系统环境三个方面对KR法的脱硫设备和工艺参数进行优化设计。其中,在脱硫效率方面,重点对搅拌桨的在线清渣器、加料溜管、扒渣系统、快速更换搅拌桨小车、脱硫剂输送管道这几个方面进行了优化设计。最后,对铁水预处理脱硫优化方案进行了试验研究,试验结果表明,经过KR机械搅拌法脱硫后,硫在铁水中的质量分数能够达到0.005%以下,并且渣量较大,容易扒净,能够满足当前冶金行业对于铁水预处理的要求。