本论文通过物理模拟和数学模拟,研究了模底吹氩工艺对铸锭浇注过程流场的影响。主要考察了单透气砖、双透气砖对称分布时,不同气体流量、不同吹气位置,对铸模浇注至不同液面高度时混匀时间的影响,并对最优方案下速度场、混匀时间及夹杂物上浮去除率进行了数学模拟。物理模拟实验是在相似比为1:3的铸模模型进行的。研究结果表明,钢锭模模型不吹气,模型内液体需要较长的时间混匀,且液面高度越高,所需时间越长;采用模底吹气时,液体混匀时间相比不吹气时明显变短。单透气砖布置时,距底注中心62mm吹气具有较好的搅拌效果,其在不同浇注高度所需混匀时间为25-46s;双透气砖对称布置时,距底注中心102mm吹气有较好的混匀效果,其在不同浇注高度所需混匀时间为18-46s。结合实验结果,建议在浇注高度低于300mm时,采用气量 0.025m3/h;在 300mm 以上时,采用 0.035m3/h 或 0.045m3/h。数学模拟中,结合物理模拟实验,对浇注初始时期模型内液体凸起高度、吹气与不吹气两种条件下混匀时间的数学模拟进行了验证。并通过数学模拟研究了实验室模型下不同气量对浇注至300mm液面高度时混匀时间和流场的影响及最优吹气方案条件下速度场。在钢锭模原型的数值模拟中,对不吹氩和最优吹氩条件下浇注过程进行了模拟,对比二者浇注至相同高度下速度场,结果表明,最优吹氩条件下比不吹氩的流场分布更均匀;同时,对此两种方案下夹杂物上浮去除进行了模拟,结果表明,模底吹氩有利于夹杂物的去除,在1500mm和2780mm高度下,相比不吹氩,不同直径夹杂物上浮去除率平均分别提高了 6.94%和3.97%。