本研究利用物理模拟和数学模拟的方法,研究了模铸浇铸过程中采用不同透气砖底吹氩时,不同透气砖表面气孔直径和气孔率、气泡直径、气泡在模内的运动行为和夹杂物去除规律。研究发现,圆形透气砖平均气孔直径最大,为8.2μm,长条形透气砖为5.8μm,环形透气砖平均气孔直径最小,仅为5.6μm。环形透气砖单位面积内平均气孔数目最多,高达161.40个/mm2;圆形透气砖为73.54个/mm2;长条形透气砖为32.27个/mm2。在研究的气量范围,环形透气砖所产生的气泡平均直径最大,气泡平均直径在1.68mm～2.72mm范围内;圆形透气砖的气泡平均直径为1.05mm～1.58mm;条形透气砖的气泡平均直径为0.42mm～0.79mm。透气砖所产生的气泡直径与透气砖的表面气孔直径和透气砖表面单位面积内气孔数目有关,随注流流量增加而增大,随底吹气量增加而增大,随液面高度的增加而增大。圆形透气砖产生的气泡在模内弥散性较强,透气砖中心距L=60mm时,气泡在较低液面时先向内侧倾斜后在近液面处向外倾斜,较高液面时向内侧倾斜;L=120mm时,在较高的液面处气泡表现为向模内两侧偏移,受到模内向两侧运动的流场的影响较大,增加注流流量和底吹气量均可提高气泡在模内的弥散程度。环形透气砖气泡整体在模内弥散性较差,呈竖直上浮的状态。在较低的液面时增加注流流量和底吹气量有助于提高气泡的弥散,但是效果不大;在较高的液面高度时增加底吹气量和注流流量均可有效提高气泡在模内的弥散程度。条形透气砖中心距L=60mm时,气泡在较低液面时表现出首先向内侧倾斜,随后在近液面处向外侧倾斜的特征,小气泡多集中在两气泡柱之间;在较高液面时两透气砖产生的气泡汇集成一个气泡柱,向两侧弥散并竖直上浮。L=120mm时,气泡向内侧倾斜程度减小,小气泡在两气泡柱之间弥散,在较高液面时气泡近乎竖直上浮。增加注流流量和底吹气量时,模内气泡的弥散程度明显增加,大量小气泡在模内随流场运动。在夹杂物去除的模拟试验中,吹气时夹杂物去除率明显提高。较低液面高度时,圆形透气砖中心距L=120mm、q=0.055m3/h夹杂物去除率最高,为88.89%;较高液面时圆形透气砖L=60mm、q=0.012m3/h时夹杂物去除率最高,为77.78%。环形透气砖夹杂物去除率较低,较低液面时底吹气量超过q=0.025m3/h后去除率增加不大,较高液面时q=0.012m3/h时去除率最高,为62.22%。条形透气砖在较低的液面,L=60mm、q=0.055m3/h时夹杂物去除率最高,为86.67%;H=700mm时,L=120mm、q=0.055m3/h去除率最高,为 83.2%;H=900mm 时,L=120mm、q=0.025m3/h 时去除率最高,为 64.57%。因此,在较低液面高度时增加底吹气量,较高液面时适当减小底吹气量均有助于去除夹杂物。数学模拟计算得到的结果与物理模拟能够较好地吻合;采用双圆形或双条形透气砖吹氩,在中部气泡被上升流股吸引而产生向中心弯曲,在近液面处气泡向两侧倾斜流动。条形透气砖形成的细小气泡在中下部被中心的注流吸引而在中心区域向上流动,在液面附近,这些细小气泡随着两侧流体向下流动。环形透气砖产生的气泡跟随上升流股向上运动,弥散程度较小。钢锭模原型不吹气时夹杂物去除率较小,液面高度H=1500mm时夹杂物去除率为68.6%,H=2700mm时夹杂物去除率为37.14%。钢锭模原型底吹氩可有效提高夹杂物去除率,H=1500mm时增加底吹气量后夹杂物去除率增加,最高为83.06%;H=2700mm时,随底吹气量增加夹杂物去除率先上升,后下降,最高为50.4%。