目前,国内外高洁净大型钢锭生产的最佳工艺路线为电炉→LF+VD(LFV)→真空浇铸生产工艺。其中大型钢锭浇注工艺在其生产中具有至关重要的作用。高洁净大型钢锭对氧硫要求十分严格,研究表明,真空浇工艺对大型金属铸件的质量影响很大,且其对非金属夹杂物含量的控制至关重要。因此,针对真空铸锭新工艺钢液滴穿越精炼渣层的运动行为及精炼动力学展开研究。首先,基于钢液滴的穿越渣层运动的过程进行受力分析,考虑重力、浮力、视质量力及粘性阻力对其运动的影响,建立钢液滴穿越渣层的运动模型,并通过物理模拟验证了模型的合理性和正确性。本文还针对钢液滴穿越渣层精炼动力学进行了研究,包括脱硫、脱氧动力学,结合钢液滴穿越精炼渣层的数学模型,分别建立了脱硫、脱氧反应数学模型,从理论上分析了真空浇注新工艺脱硫、脱氧行为的控制性环节。并得出如下结论:(1)钢液液滴穿越精炼渣层过程的运动分为两个阶段:①:减速运动阶段;②:匀速运动阶段。对于本文所选用精炼渣,只有粒径大于4.65 mm的钢液滴才能够穿越精炼渣层表面。(2)各因素对钢液滴穿越精炼渣层的运动行为影响顺序为:钢液液滴粒径>精炼渣黏度>精炼渣密度>钢液密度。(3)对于真空铸锭新工艺钢液滴穿越精炼渣层过程,脱硫模式分为两种,动态模式(穿越渣层过程脱硫)和静态模式(渣金反应脱硫)。考虑以上两种脱硫模式对新工艺的脱硫过程建立了脱硫反应模型。钢液滴穿越渣层为动态模式脱硫,其脱硫率与钢液滴粒径呈负相关,动态脱硫模式中,硫在精炼渣中的扩散可能是反应速率的控制环节,这表明,对于钢液滴穿越渣层真空铸锭新工艺,钢液滴在渣层中均匀分布有利于提高整体脱硫率。(4)钢液液滴在精炼渣中运动的脱氧速度主要受氧的扩散控制,并且与钢液滴粒径呈负相关。