推动钢铁工业实现节能环保,绿色低耗的生产目标,已成为钢铁工业未来的重要发展方向。精炼床设备将流态反应器创新地应用于二次精炼工序,将传统的间歇式流程连续化,在保证钢水质量达标的前提下优化界面缓冲。本论文探讨了基于精炼床的连续炼钢流程可行性研究与精炼床设备的冶金运行特征,展示本工艺的可行性与流体运行状态,解决钢水流动精炼成分温度控制难题,为实现钢水流动精炼与连续炼钢工艺创新提供理论与设计支持。首先,基于Flexsim软件的生产运行仿真模型与基于平衡原理的机械过程模型对电弧炉短流程与基于精炼床的连续炼钢流程进行评价;结果证实:相较电弧炉短流程,基于精炼床的连续炼钢流程具有良好连续化程度的生产模式,各工序协匹配;同时,取消了开放式的运输周转过程,其总生产效率提升了 42.86%,能量损失,冶炼电耗,总能耗与碳排放量分别降低了23.67%,17.82%,15.74%和13.99%,推动钢铁工业实现节能环保,绿色低耗的生产目标。然后,采用物理模型与VOF—DPM耦合数值模拟模型仿真了精炼床设备内的流场形态,对比分析了不同设备工艺条件下的钢液流动运行特征,结果表明:钢液能够在精炼段的空间中进行充分混匀搅拌,最终以均匀的成分温度缓慢地进入储存段中,并通过出钢口离开精炼床设备。在另一方面,不同的底吹流量与底吹孔布置方式将同样影响流场搅拌效果,其优化设计意义重大。其次,基于机械过程模型计算结果,进行热—流耦合研究,探究精炼床设备的补热手段对其流场与温度场分布的影响。结果表明:加热功率为10MW,加热位置为第一排和第二排底吹孔之间的中心点的等离子加热方式具有良好的加热效果,可以保持精炼床设备中平均温度高于1823K（1550℃）,且其出口钢液温度达到1809K（1536℃）;与此同时,感应加热设备的应用可以有效改善钢液在通道中的流态,且其响应时间仅为63 s,是一种有效的补热手段。本文进一步结合Factsage热力学计算与硫分配比计算模型,通过热态实验探索适用于精炼床系统的脱硫渣系;结果发现:65.1%CaO—13.0%SiO2—14.9%Al2O3—6.0%MgO—1.0%FeO 渣系在精炼床生产温度下,处于液态并具有良好的流动性,同时具有最佳的脱硫效果（在1550℃下,该渣系的硫分配比为51.10）。在此基础上,建立KTH与CFD耦合计算模型,进一步完成了精炼床系统中脱硫行为数值模拟研究。结果表明:精炼床设备内部良好的搅拌效果与较为均匀的温度分布,熔池中可以实现钢液流动全过程的脱硫反应,当精炼床冶炼生产进入稳定状态时,终点钢液硫含量为0.0073%,脱硫率达到51.3%。本文的研究成果将为精炼床设备的设计开发工作提供理论及数据支撑,为实现连续炼钢工艺创新提供支持,推动钢铁工业实现节能环保,绿色低耗的生产目标。