钢液洁净度对高品质钢的生产有着至关重要的影响。为了提高钢液的洁净度，冶金工作者提出了多种处理手段，其中冶金反应器吹氩搅拌以其操作简单、成本低廉和处理效果好的优点得到普遍应用。炉外精炼后期的钢包底吹氩可以均匀熔池的温度和成分、促使非金属夹杂物的上浮去除，改善钢液洁净度。钢包底吹氩时间和随后的镇静时间对夹杂物的去除效果有着直接的影响，但是由连铸环节主导的生产节奏导致炉外精炼后期的处理时间有限，不能保证非金属夹杂物颗粒的充分上浮。基于以上生产实际考虑，提出了在浇铸钢包内底吹氩气的工艺。本文采用数值模拟和物理模拟的研究方法研究了钢包底吹氩新工艺对浇铸钢包内夹杂物的去除效果、钢液流动行为及温度分布的影响。　　以企业用150t钢包为研究对象，依据相似理论保证模型和原型的几何相似和动力相似，在实验室建立了相似比为1∶10的浇铸钢包模型。采用水模拟钢液，以一种有机乳液和液体石蜡的混合物模拟钢液中的非金属夹杂物颗粒，初始当量直径430μm的夹杂模拟物可以模拟当量直径为76μm的Al2O3和89μmSiO2夹杂，该模拟夹杂物颗粒之间碰撞聚合行为能够较好地反映钢液中非金属夹杂物的相关特性。物理模拟实验结果表明，钢包底吹氩位置和底吹气量对夹杂物相对去除率影响显著，在3＃位置以1.68×10-5 m3·s-1供气流量底吹氩时夹杂物的去除率相对于常规浇铸过程增加了69％。延长浇铸过程中的氲气底吹时间有利于增加夹杂物的去除率，但浇铸后半程的净增加率要小于前半程吹氩的去除率，加之考虑浇铸末期底吹氩造成的钢液面波动及裸露，研究者提出了在浇铸过程进行到一半时即停止钢包底吹氩。　　针对钢包底吹氩新工艺过程，建立了非稳态条件下的气液两相流模型，研究钢包底吹氩气流量和底吹位置对于浇铸钢包内钢液的流动行为和温度分布的影响作用机理。常规浇铸条件下中，熔池内钢液流动主要指向钢包出口方向。而吹气钢包内存在明显的循环流动，这使得钢液在流出钢包之前能够与其他区域的钢液相互混合。随着浇铸过程的进行，熔池内钢液的循环速度和自由液面的湍动能均逐渐减小，循环流逐渐向喷孔轴线收缩，主流股发展成为指向钢包出口的流动。浇铸过程中停止底吹氩气后自由液面处钢液的湍动能迅速减小并在浇铸比达到66％时钢液的运动状态恢复至常规浇铸过程，在浇铸后期形成稳定的液面流动。　　钢包静置时间对钢包温度分布有着直接影响。本模型计算条件下，随着静置时间的延长，钢包内始终存在温度分层现象，温度差稳定在4℃左右。浇铸钢包内底吹氩气能够快速均匀钢液温度，熔池主体钢液温差在0.7℃左右，并且浇铸前期的钢液温降速度较小，但是后期钢包注流温降速率明显增大。　　与常规浇铸过程相比，底吹氩钢包浇铸过程中流经中间包入口的钢液温度变化速率较小，但在浇铸后期注流温降速率又明显大于常规浇铸过程，致使沿自由液面的水平流股转变为沿包底的“短路流”，恶化了钢液中非金属夹杂物的去除效果。采用钢包底吹氩新工艺可以降低中间包出口钢液的温度变化范围。本模型计算条件下，常规浇铸工艺对应的中间包出口温度变化在11℃左右，采用钢包底吹氩新工艺后其值为9℃，一定程度上可以缓解钢液温度波动引起的铸坯质量问题。