高拉速連鑄因其高效和低成本一直是冶金工作者追求的目標(biāo)。研究表明：除了設(shè)備之外，限制高拉速連鑄的主要原因是保護(hù)渣夾雜物的卷人和表面縱裂的產(chǎn)生，前者主要針對(duì)冷軋薄板鋼種，而后者主要針對(duì)中碳的包晶鋼。本文僅討論冷軋薄板類鋼種，主要包括低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼(LCAK)、超低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼(ULCAK)等。因此，大尺寸保護(hù)渣夾雜物的卷入是限制冷軋薄板類鋼種高拉速生產(chǎn)的重要原因。

        首鋼技術(shù)研究院的學(xué)者采用1:1的水模型研究了高拉速條件下凝固坯殼對(duì)結(jié)晶器內(nèi)的流場(chǎng)與液面特征的影響。結(jié)果表明：考慮凝固坯殼時(shí)結(jié)晶器內(nèi)的流場(chǎng)出現(xiàn)了輕微的不對(duì)稱現(xiàn)象，在髙拉速條件下有坯殼時(shí)結(jié)晶器液面最大平均波高與表面流速比沒(méi)有坯殼時(shí)分別大31%和35%。對(duì)比有/無(wú)坯殼條件下自由液面形狀可知：考慮凝固坯殼之后的液面變形程度比沒(méi)有考慮時(shí)更大，更易導(dǎo)致卷渣的發(fā)生。液面波動(dòng)的功傅里葉變換分析表明：考慮坯殼之后結(jié)晶器液面的高頻率波動(dòng)的振幅大于無(wú)坯殼的情形，所以考慮坯殼之后由于結(jié)晶器下部?jī)?nèi)腔變小，更多的流股能量集中在上回流區(qū)，使得上回流的湍流程度比無(wú)坯殼時(shí)要大，進(jìn)而導(dǎo)致了液面波動(dòng)與表面流速的增大。因此，為了縮小與實(shí)際連鑄過(guò)程的差別，在高拉速的物理模擬中有必要考慮凝固坯殼的影響。