富氧熔池熔炼技术的核心是通过顶吹喷枪的浸没式搅拌实现熔池内三相间的快速传热传质过程,从而取得显著的节能减排成效。但高强度熔炼将导致熔炉炉衬寿命低、喷枪等关键设备磨损的问题。顶吹熔炼过程受热不均、搅拌不足导致的自热性差影响了炉内反应速率。而贫化电炉作为艾萨炉的后续沉降工艺,电炉内的渣金分离过程易受到磁性铁的影响在熔体内形成横膈膜影响冰铜沉降。因此如何改进顶吹喷枪结构、强化液态还原剂在电炉熔池内的扩散是十分必要的,尤以后者的气液两相顶吹强化过程更为复杂。故本文利用数值模拟的方法研究了小口径贫化电炉内柴油-氮气混合顶吹喷枪及大口径纯气顶吹加装旋流器喷枪管内流动过程、熔池内部搅拌形态及强化动量传递过程。主要研究内容及结论如下:（1）通过对小口径气液混合顶吹在喷枪内混合过程及熔池内搅拌过程进行数值模拟,研究分析了不同油气比的情况下管内混合形态及流型特征对熔池内搅拌效果的强化作用,并通过水模型实验验证了数值模拟结果的合理性。结果得出在油气比为1:2左右时,从Y型喷枪喷出的气液混合液在熔池内部横向搅拌宽度最大,对熔池上半部的搅拌效果更好,且此时对熔池下半部的影响较小,有利于磁性铁还原反应进行以及冰铜从渣中分离沉淀过程,从而降低渣中铜含量。（2）通过对贫化电炉小口径单根喷枪气液混合顶吹过程进行数值模拟,应用求解得出的最优油气比,得出最优油气比适用于实际熔炼条件的结论。并构建了双根喷枪贫化电炉模型,通过比对验证了湍流强度及湍流耗散率为顶吹气液混合效果的有效评价方法。（3）通过对大口径艾萨炉纯气顶吹多片旋流器的强化熔炼过程进行数值模拟,讨论旋流器强化熔池搅拌效果的规律。结果表明旋流器提升了熔池熔炼强度的同时减少了喷溅,在熔池内部熔体粘度较小、旋流器叶片数从6片提升至8片、旋流器长度加长一倍、旋流器枪径加宽一倍时,熔池内搅拌效果更好,体现在液面动量扩散范围增大,从而强化了熔池内的动量传递。