结晶器吹氩气保护是板坯连铸过程中常用的一种操作工艺。由于水口吹入氩气,结晶器内流场本质上是一个气-液两相流,如何利用磁场等手段控制结晶器内的氩气泡的大小和分布以及液面的波动,是一个非常重要的问题。本文以宝钢二炼钢板坯连铸机的结晶器为研究对象,根据相似原理建立1：5的物理模型,利用Pb-Sn-Bi低熔点合金和氩气作为模拟介质,研究板坯结晶器内低频电磁稳定器(EMLS)和水口吹入氩气耦合作用下气泡分布特征和液面波动行为。采用电阻探针和激光液位仪对结晶器内气泡个数分布和液面波动进行测量,分析了磁感应强度、水口吹气量和浇注速度等工艺参数对气泡分布和液面波动规律的影响。实验表明,吹气量和浇注速度的增加都能使结晶器窄面附近的气泡数量增多。施加EMLS后,气泡在结晶器内的冲击深度变浅,结晶器宽度方向的气体漂浮更加均匀,并且液相深处窄面附近的气泡数量减少,可减小气泡被凝固坯壳捕获的可能性。通过对大气泡分布规律的研究发现,同样气体流量下,施加行波磁场后大气泡的数量增多,且主要出现在水口附近,而其多数是在液面以下,在金属液相深处区域几乎没有。这表明施加行波磁场使气泡聚合现象增强,促进了气泡的上浮。同时,吹气量和浇注速度的增加加剧了结晶器1/4宽度附近处金属液表面的波动,施加行波磁场有效的抑制了液面的波动,且在本实验下磁感应强度为0.098T时,磁场对水口出流以及吹氩所产生的液面波动的抑制效果最佳。