氧枪对于现代炼钢技术来说起着至关重要的作用,其性能的好坏直接影响产品质量的优劣,目前钢厂大多采用传统拉瓦尔氧枪,而聚合射流技术由于其自身的优越性能,正在逐渐受到重视。利用Fluent前处理软件Gambit绘制传统四孔氧枪和四孔聚合射流氧枪顶吹转炉三维模型并进行网格划分,然后导入Fluent进行射流模型的建立并进行计算,再利用后处理软件Tecplot、Origin等作出速度云图、速度流线图、数值曲线图等。分别对传统氧枪与聚合射流氧枪单相气体射流进行了模拟,对比了两种射流的轴向和径向速度分布情况,分析了喷孔夹角变化对气体射流速度以及喷吹面积的影响;运用VOF模型对两种氧枪顶吹转炉模型进行了模拟,分析了射流的瞬态行为、炉内气相速度分布、熔池内液相流动状况以及氧枪枪位、喷孔夹角、入口操作压力变化对氧枪射流与熔池相互作用的影响,从冲击深度与冲击面积两个方面进行了对比,并通过开展水模实验验证了枪位变化对这两个方面的影响,所得结果与数值模拟相吻合。通过模拟结果可知传统氧枪射流超音速段长度约为0.7m,而聚合射流氧枪超音速段约为1.5m,这样聚合射流氧枪在转炉炼钢时就可以提供更大的搅拌能量,促进钢液内反应顺利进行,熔池内部速度分布更加均匀,有助于改善熔池流动性,并且聚合射流虽然中心速度较大,但是径向衰减快,射流直径相比传统射流有所增大,但不会过度扩张冲刷炉壁。采用聚合射流氧枪吹炼,可以在保证冲击效果的前提下提高枪位,有助于延长氧枪寿命;也可在保证喷吹面积的前提下减小喷孔夹角,利于加强对熔池中心区域的冲击。