基于浸没式顶吹喷枪（TSL）的熔池熔炼技术除了用于金属生产之外,也为处理各种冶金固体废物开辟了一种灵活有效的方法。TSL炉的浸没喷枪产生剧烈的熔池搅拌和液体喷溅使其具有较高的传热传质效率。然而,液体喷溅在增强传热和化学反应的同时,喷溅物会在炉子较冷的地方（如炉顶）凝固,减少烟气出口的面积,进而造成操作问题和安全隐患,需要加以控制,以尽量减少堆积,同时最大限度地提高TSL炉的熔炼效率。本文建立了中试规模的300 kg TSL炉浸没喷吹燃料燃烧的二维和三维CFD仿真模型,通过耦合VOF多相流模型、可实现k-ε湍流模型及EDM燃烧模型等数学模型,应用于研究浸没式顶吹燃料燃烧引起的炉渣喷溅及传热现象,尤其是浸没燃烧引起的对TSL炉内气泡形成、喷溅分布、喷溅通量及传热的影响。与基于常温系统的冷态模拟相比,引入燃烧的热态模拟更接近实际的TSL炉熔炼过程,对指导TSL炉生产更有意义。通过浸没式顶吹搅拌和甲烷的燃烧反应,预测得到了TSL炉的熔池运动特性和炉渣的喷溅分布、喷溅通量、平均喷溅量以及温度分布特征,并讨论了喷枪浸没深度、喷吹气体流量和旋流器对炉渣喷溅行为及传热的影响。TSL炉中甲烷浸没燃烧引起的炉渣喷溅通常是一个循环过程,包括四个连续的步骤:燃烧产生气泡、气泡膨胀冲击熔池界面、气泡破裂带动炉渣运动产生喷溅、喷溅炉渣回落。TSL炉内甲烷浸没喷吹燃烧产生的气泡体积明显大于未加燃烧的过程,同时引起炉渣喷溅高度及喷溅通量的增加。随着喷枪浸没深度的增加,产生更多的喷溅,喷溅的炉渣更均匀地分布在炉膛上空,进而增强了热交换,最佳喷枪浸没深度为0.2 m。喷吹较高的气体流量一般会增加炉渣的喷溅量和喷射高度,但是当喷吹气体流量超过一定水平时影响效果变弱,并且存在合适的喷吹气体流量范围以实现TSL炉的最佳传热效率。喷枪有旋流器时熔池内气泡倾向于径向生长,平均喷溅量比喷枪无旋流器时减少,因而一定程度上减少喷溅的产生。