由于是非浸没喷吹，转炉顶吹氧枪在吹炼初期和末期对熔池搅拌不足。广西柳钢曾用旋转氧枪在15t 转炉中进行了实验，机械驱动下氧枪的转动喷射加强了对熔池的搅拌，取得良好的冶炼效果，但是旋转氧枪的难点在于机械设计和大型转炉上的应用。自由喷枪不需要机械转动系统，喷枪的摆动来自本身气流的喷射，转炉吨位大，气流量相应也大，可推动大型喷枪摆动。自由喷枪把氧气喷在熔池中心的圆面上，圆面积和熔池直径面积的比值R = d2/D2 定义为冲击气流占熔池表面的覆盖率，覆盖率越大，气流在熔池中的搅拌能分布越均匀。固定喷枪的供氧难以分散，尽管多孔喷枪的冲击面积可比单孔喷枪扩大多倍，但喷射气流的覆盖率增加可能有限。自由喷枪的动态摆动引入供氧分散度：D=Q/SW，即气流冲击覆盖面积上的供氧强度，供氧分散可对石灰化渣、铁水喷溅、火焰传热、二次燃烧和脱碳速率产生影响。水模试验表明自由喷枪的摆动范围最大时，枪口刚好接触液体表面，枪口的上升和浸没使喷枪的摆动范围变小，自由喷枪的这一特性和顶吹转炉的吹炼过程相对应，在吹炼前期和吹炼后期，泡沫炉渣的上升和下降，可在自由喷枪的摆动大小上表现出来，摆动成了直观的过程信息，可作为参数用于吹炼过程的生产控制，如初始枪位的确定以及吹炼末期的压枪操作。