钢液中未上浮去除的夹杂物在很大程度上会导致铸坯质量缺陷,夹杂物的上浮去除速度决定其在钢液中的含量,因此对于上浮匀速速率的研究是十分必要的。通过物理模拟的方法,一方面,探讨形状修正系数和分形维数对夹杂物粒子匀速速率的影响;另一方面,计算不同润湿角下不同尺寸夹杂物的匀速上浮速率,通过二次拟合得到基于润湿角修正后的Stokes方程,并验证修正后Stokes方程的合理性。研究结果表明,夹杂物匀速速率与其分形维数密切相关,不同形状的夹杂物,上浮的轨迹不同,边缘越复杂,模型轨迹越弯曲,其中不规则夹杂物的轨迹更为明显,在一个周期内上浮轨迹呈S形,然后重复这种规律继续上浮;不同形状粒子的形状修正系数由大到小依次为初晶硅(3.52)>圆柱体(3.39)>树枝状(2.49)>长方体(2.40)>不规则(1.65)>类球形(1.0),这与粒子的上浮去除速率有着必然的联系,可以作为影响粒子上浮去除难易程度的因素。此外,润湿角对不同尺寸夹杂物匀速上浮速率、上浮去除轨迹也有一定影响,润湿角越小,微细夹杂物上浮去除轨迹越竖直,反之,夹杂物润湿角越大,上浮轨迹越弯曲。润湿性能良好的条件下,随着粒子润湿角的增加,匀速速率随尺寸的变化越来越平缓,粒子匀速速率在粒子直径约150~160μm时发生了突变。以不同润湿角小球的匀速速率为依据,对传统斯托克斯方程进行了修正,得到修正的粒子上浮公式,验证结果表明修正的Stokes方程得到的匀速速率有95%以上的数据与实验接近,说明修正后Stokes方程是合理的。