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KR机械搅拌脱硫技术以其良好的动力学条件在现代钢铁生产过程中得以大力推广和应用。研究表明KR搅拌脱硫是一种局部卷吸混合分散的搅拌混合装置，且由于搅拌槽内流体与脱硫剂的密度差异，会在回旋抛物面以及搅拌桨正下方区域形成不良混合区。通过扩展自由涡流区域、提高循环流动强度是改善KR搅拌脱硫混合特性的有效手段。变速搅拌在低粘度流体的湍流混合与传质方面具有一定的优势。但是，目前对变速KR机械搅拌的流动特性和混合行为的数值模拟研究还很少。 本文采用CFD数值模拟的方法对变速搅拌槽内的流场以及混合特性进行研究，主要研究内容包括:建立了四叶斜剖面搅拌桨的匀速及变速搅拌槽的数值模拟模型，考虑变速搅拌为非稳态模拟过程，采用UDF编译的滑移网格与欧拉模型对搅拌槽内流场特征及混合行为进行数值模拟;通过将相同平均功率下的匀速及变速搅拌的流场特征进行分析比较，研究了变速搅拌对搅拌混合的改善情况;通过改变变速频率、搅拌桨浸入深度、变速范围以及变速最大值等变量对变速搅拌过程进行优化，提出了混合效果更好的搅拌模型;最后探讨了在优化变速搅拌模型下的高温铁水脱硫过程中的多相混合结果。 数值模拟结果验证了匀速搅拌时，在搅拌槽内会形成强制涡流以及自由涡流区域;而在相同平均功率下的变速机械搅拌能够改善强制涡流区域即回旋抛物面以及搅拌桨正下方的圆锥区域的流体流动;同时变速频率越快，变速最大值越大混合效果越好;搅拌桨浸入过浅，以及过深都不利于增加自由涡流区域，最佳浸入深度为液面高度的1/2，即浸入深度为0.20m;变速范围过大，传递机械能有限、不利于搅拌槽内流体的全局混合，最佳的变速范围为50rpm;正反转变速搅拌模式可以提高混合效果，但是变速频率过快不利于脱硫剂的卷入并且容易在搅拌槽底部形成搅拌死区。热态高温铁水模型最佳工况为:变速范围为100-150rpm，浸入深度取0.20m，变速频率为2s。 本文成功地开发了变速搅拌器内流体流动特性数值模拟软件平台，研究结果对于优化铁水预处理脱硫工艺具有指导意义。