由于铁水脱硫具有热力学优势,铁水预处理脱硫已经是钢铁生产流程不可或缺的一部分。铁水预处理脱硫主要分为机械搅拌法和喷吹法,两者的代表分别为KR搅拌法和镁基复合喷吹法。KR搅拌法脱硫效率高且稳定,但铁损大,温降大;镁基复合喷吹法温降低,铁损低,但是熔池死区大,深脱硫不稳定,镁气泡聚集快速逸出熔池,气体利用率不高。针对镁基复合喷吹法,采用加搅拌桨旋转喷吹的方式,既可以通过搅拌桨形成横向环流,减少速度死区,增强深脱硫稳定性,还可击碎、分散气泡,弥散镁蒸汽气泡,提高镁的利用率,由此,旋转喷吹铁水脱硫方法,无疑对克服镁基复合喷吹法的缺点有积极作用。但旋转喷吹铁水脱硫方法,与单纯追求搅拌效率的KR搅拌是不同的,该方法以喷吹为基础,考虑的重点是如何实现对金属镁汽化产生的气泡进行弥散,降低熔池弱气流区问题,因此,搅拌桨的结构及工艺需要与喷吹相结合来考虑。本文采用数值模拟和物理模拟结合的方式,以某钢厂230 t铁水包、30 KW额定功率下的旋转喷枪脱硫装置为研究对象,模拟了低功率下的搅拌喷吹脱硫过程,研究了搅拌桨直径、搅拌桨转速、搅拌桨外形特殊结构、搅拌桨叶片数、喷吹喷嘴形态、喷吹角度、搅拌桨安装位置、喷枪插入深度、熔池阻力挡板等搅拌桨结构及工艺,与反映脱硫效果的熔池容量速率常数、气体利用率、气含率、气泡尺寸、混匀时间、弱气流区、平均速度与湍动能、气体体积分数等参数之间的关系及影响规律。研究结果将为低功率下旋转喷吹搅拌桨外形结构、喷嘴结构、搅拌工艺等参数的设计与优化,提供理论依据。论文研究结果概括如下:（1）搅拌桨功率一定时,相比与提高搅拌桨直径,提高搅拌桨转速、减少搅拌桨直径,更能增强脱硫效果。搅拌桨尺寸小到失去搅拌桨作用时,会恶化搅拌性能及气泡分布。（2）由于低功率下搅拌桨叶不能将气泡强烈分散,圆盘结构使气泡相互碰撞、聚集长大的作用更明显,斜叶设计也不能形成有效的向下的环流减缓气泡的上浮,两者均无法有效增强气体利用率。平直叶搅拌桨更适合带桨旋转喷吹搅拌法。（3）二叶桨、三叶桨、四叶桨相比,三叶片桨与底部T型喷嘴匹配时,具有最低的弱气流区,最好的脱硫效果;四叶片桨与端部喷吹喷嘴匹配时,脱硫效果是最佳的。（4）端部喷吹喷嘴能最大程度上改善气泡的细微化与弥散化程度,其次是底部T型喷嘴,直通型喷嘴最差,喷嘴形态的改变对熔池的混匀时间影响不明显。向下倾斜30°的端部喷嘴结构相比于0°、10°的端部喷嘴,能进一步延长气泡停留时间,有利于脱硫效果的提升。（5）由于功率的限制,插入深度需要提升到渣金界面附近才有明显的卷入效果,将熔池表面石灰大量卷入较深的熔池位置,这会使气体利用率大幅降低。（6）喷吹深度不变、搅拌桨安装位置越靠近喷吹端部,越有利于气体（镁）利用率的增加;搅拌桨安装位置上升,气体利用率的下降程度比直接提升插入深度低,在提高卷吸程度和保留气体利用率上,搅拌桨安装位置的改变具有优势。（7）熔池阻力挡板的搅拌工艺能明显改善气泡的细微化与弥散化程度,提高脱硫效果。加熔池阻力挡板时,喷嘴结构的改变对气泡的影响不明显。