钢液流场与氧枪射流是对转炉冶炼过程影响最为显著的两个因素,氧枪的结构优化与对熔池作用机理的研究具有十分重要的现实意义。以唐钢50t转炉及其实际应用的四孔氧枪参数为基础,采用Gambit软件进行几何建模,利用FLUENT软件模拟不同氧枪喷孔出口间距对氧气射流特性的影响规律,在此基础上采用VOF模型模拟并探讨气体射流对熔池的作用机理。采用VOF及DPM模型系统分析不同氧枪结构对熔池混匀时间及对耐材侵蚀程度的影响规律。由模拟结果可知,非变角氧枪及变角氧枪喷孔间距增加对氧气射流核心段长度及射流中心轴线上的射流速度影响相对较小。但随着喷孔出口间距的增大,流股中心线与氧枪轴线的偏移距离随之增大,流股间融合距离变长,使得炉口喷溅量减少,熔池表面的有效冲击面积增大。1.3m枪位时,非变角氧枪A+、A、A-与变角氧枪D+、D、D-六种喷头作用下熔池混匀时间依次为50s、51s、54s,41s,43s和48s,喷孔间距增大,可有效提高射流对熔池的搅拌强度,使混匀时间缩短。采用FLUENT软件的VOF函数和DPM模型,通过向熔池添加示踪剂粒子,构建了转炉熔池耐火材料侵蚀的数值模拟方法。并得出熔壁监测面上侵蚀程度的变化基本呈现“W”型,随着熔池深度增加,侵蚀程度逐渐降低;随着氧枪喷孔间距的增大,对炉衬耐火材料的侵蚀程度增强;随着枪位的提高侵蚀程度减弱。对于具有不同喷孔倾角的9组氧枪喷头,随着喷孔倾角的增大,侵蚀程度有所增强,变角1°的氧枪喷头作用下的侵蚀程度高于变角0.5°的氧枪喷头。除了喷头F外,其它变角氧枪喷头作用下对炉衬耐火材料的侵蚀程度普遍高于非变角氧枪喷头A,在所有喷头结构中,喷头E作用下的侵蚀程度最高。