液态高炉熔渣作为炼铁生产过程中的副产物,产量大,排出温度高,蕴含有丰富的热量亟待回收;其成分与水泥相近,急冷条件下可生成玻璃体态,用作水泥生产的辅助原材料。而干式离心粒化及余热回收工艺具有能耗低、参数易调节、粒化性能较好等优点,是兼顾实现熔渣余热回收和资源化利用的优选方案。目前,该工艺尚处于实验室阶段,还存在粒化机理不明晰、仓壁渣粒沉积造成板结、渣粒和冷却风品质调控矛盾等瓶颈问题。本文针对高温渣液离心粒化、熔融渣粒碰壁沉积、贯彻过程始终的熔渣颗粒矿物物相演化分别开展研究并进行过程关联,以期为工艺实现“控粒径、防聚并、固品质”的目标和实际推广应用提供基础数据和理论支撑。首先,针对高温液态熔渣离心粒化,采用流体体积函数追踪气液界面,剪切应力输运k-ω模型处理湍流流动。明晰了液丝断裂模式下渣液粒化动态界面演化、液丝断裂机制及粒化渣粒成型特性,进一步引入鼓风实现渣液离心-气淬复合粒化,或调整转盘外沿结构以优化粒化性能。结果表明,不稳定毛细波是导致液丝连续断裂的最根本原因。气淬风的扰动和剪切作用可优化粒径,且平沿和圆角沿分别可用于优化粒度和抑制渣棉。其次,针对熔融渣粒碰壁沉积,搭建了液滴撞击实验平台,依赖镓铟锡合金表面自然氧化膜的粘性作用,开展冷态替代实验;发现液滴撞击经历碰撞、铺展、回缩后达到稳定,钉扎效应会导致液膜前沿卷入空气。进而采用流体体积函数结合凝固融化模型,模拟获得高温高粘度及复杂变物性渣粒碰壁沉积的动态形变特性,与实验结果吻合良好;进一步明确壁面选材,明晰该过程温度分布、固-液相分布和壁面热流等换热规律。并最终建立了用于表征渣粒碰壁铺展情况的最大铺展因数预测关系。然后,针对熔渣颗粒矿物物相演化,基于焓法结合自编程嵌入晶体含量-冷却速率基础关系,实现了非均匀冷却条件下渣粒相变冷却和结晶过程的耦合。充分考虑高炉熔渣真实特征温度区间和复杂变物性,获得了渣粒冷却速率和晶体含量分布等结晶行为细节,并建立其品质调控关联式。结果表明,在本文的工况范围内,渣粒表面冷却速率与最终晶体含量近似呈线性关系,前者临界值约为20 K/s。而对于多种工艺参数和组分,减小粒径和改性以减小光学碱度对提升渣粒品质十分有效。最后,针对粒化仓内熔渣离心粒化、换热及物相演化多过程的参数传递和关联,采用离散颗粒相和Realizable k-ε模型,考虑渣粒群碰壁铺展过程中的接触换热,实现了粒化仓内离心粒化-颗粒追踪-余热回收全过程数值仿真,阐明了初冷阶段余热回收的重要性。以粒径为中间过渡参量,有效串联离心粒化和相变冷却两环节。最终,成功预测了干式离心粒化和余热回收工艺中试的关键指标（粒径和玻璃体含量）。