田玉石，李树奎

（北京理工大学材料学院，北京 100081）

连铸坯的表面缺陷问题绝大多数产生于结晶器，因此结晶器内的合理流场对高效连铸和无缺陷铸坯的生产至关重要。浸入式水口直接影响结晶器内流动模式，尤其是液面波动和卷渣行为。基于此，文章展开了详细论述，希望能对相关研究有帮助。

1 非稳态浇铸

1.1 水口堵塞

钢中的夹杂物会黏附在水口内壁并不断聚集，使水口侧孔的形状发生明显改变，严重扰乱钢流[1]。水口堵塞除了会降低生产效率和水口使用寿命，所形成的堵塞物还会影响钢液在结晶器内的流动，容易造成水口两侧液面起伏大、钢液偏流，使钢液中的夹杂物粒子在侧孔堵塞一侧运行的路程变长，增大被坯壳捕获的概率[2]。侧孔堵塞对液面轮廓也有显著影响，当水口某一侧孔堵塞严重时，其有效面积减小，水口两侧液面高度差变大、不对称性增强[3]。这是因为左侧孔的堵塞造成右侧孔的质量通量增大，使流股在上回旋区的动量也增大[4]。因此，当水口堵塞时，应该及时停浇或更换水口。

1.2 水口不对中

浸入式水口的对中对结晶器内流场影响很大，当水口不对中时，容易在流速小的一侧产生旋涡，并使结晶器流场不对称[5-6]。水口向一侧偏移后，液面出现了相对流动，在流速较小的一侧，会形成旋涡[7]。由于流体本身脉动的作用，液面流场随时间呈周期性变化。在水口偏离中心所致的不对称流动和流体本身脉动作用的综合影响下，形成了偏流涡，其强度和停留时间超过湍动涡。……