在顶吹转炉炼钢工艺中,氧枪扮演非常重要的角色。在转炉冶炼过程中,氧枪把氧气从转炉顶部吹入到金属液中,使氧气可以更好地和金属熔池反应,并且氧气射流所携带的动能还能够对金属熔池起到搅拌作用,从而强化氧气与金属熔池的反应速率。随着转炉的容量不断增大,冶炼过程需要提供更高的氧气强度。转炉氧枪喷头从单孔发展到六孔,不仅氧枪喷头孔数在增加,孔径、角度都在不断的变化以适应吨位越来越大的转炉。然而现今传统等孔径氧枪喷头在实际应用中存在搅拌能力不足,供氧强度低等问题。为了解决这些问题,本课题提出了一种用于转炉冶炼的新型交错多孔氧枪喷头,该喷头由3个大孔和3个小孔组成,呈交错中心布置。大孔具有较小的角度来提供较大的有效冲击面积,小孔具有较大的角度来提供足够的冲击面积。设计这样创新型结构的氧枪来达到既能保持有效冲击面积的大小又能增强氧气流股对金属熔池的搅拌能力目的。本文以某钢厂260t转炉氧枪作为研究对象,结合现场工艺,设计了新型交错多孔氧枪喷头。依据空气动力学理论、超声速射流理论等,采用数值传热学选用合适数学模型并使用FLUENT模拟软件分别对大孔角度12°～14°,小孔角度16°～18°,大小孔流量配比60%:40%的新型交错多孔氧枪喷头射流特性进行数值模拟研究。主要分析了大小孔角度变化对有效冲击面积和动压的影响规律,探讨新型交错氧枪最优大小孔角度配比。研究结果表明:(1)大孔角度14°、小孔角度17°为新型多孔氧枪喷头在大小孔流量配比为60%:40%时的最优角度配比。较传统等5孔氧枪的动压大5%,有效冲击面积小4%;(2)多股射流的径向距离越大,融合距离越长,有效冲击面积也越大。增大氧枪喷孔的角度有利于增大氧枪射流的有效冲击面积。大孔角度由12°增大到13°,小孔角度由17°增大到18°,对有效冲击面积的影响程度更大;(3)新型交错氧枪喷头枪位在0～20De间时,较小的大孔角度有助于增大大孔射流对熔池的冲击力;(4)大小孔角度只对被改变角度的孔本身的射流有影响,对其他射流的影响较小。大孔角度的变化对射流动压的影响较大,小孔角度变化对有效冲击面积的影响较大。