隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，以往普通規(guī)格的方坯難以滿足市場的需要，進(jìn)一步研發(fā)特大方坯，生產(chǎn)出大斷面的鋼材成為亟需解決的問題。結(jié)晶器是連鑄機(jī)的“心臟”，鋼水在結(jié)晶器內(nèi)部的流動、傳熱、凝固對連鑄坯質(zhì)量有很大的影響。
因此，國內(nèi)外學(xué)者都很重視結(jié)晶器技術(shù)的研究與應(yīng)用。與小方坯相比，特大方坯連鑄的主要特點(diǎn)有：鋼水靜壓力大、鑄坯熱容大、液相穴長等。因此，大方坯在實(shí)際生產(chǎn)中的角部易形成裂紋、中心偏析嚴(yán)重、易形成中心疏松及縮孔等缺陷。
科研工作者為降低700 mm×700 mm特大方坯連鑄機(jī)高度，保證大方坯的順利生產(chǎn)，提出一種內(nèi)置冷卻器的結(jié)晶器技術(shù)，即“回”字形結(jié)晶器。利用計算流體動力學(xué)（CFD）軟件FLUENT對此結(jié)晶器內(nèi)鋼水流場及溫度進(jìn)行模擬，對無內(nèi)冷卻器偏轉(zhuǎn)水口注流結(jié)晶器、無內(nèi)冷卻器四孔水口注流結(jié)晶器內(nèi)流場及“回”字形注流結(jié)晶器流場、溫度場進(jìn)行研究，表明“回”字形結(jié)晶器可以形成水平旋流、均勻鋼水成分及坯殼生長、降低鋼水沖擊深度，部分達(dá)到電磁攪拌（M-EMS）的冶金效果，溫度場模擬結(jié)果表明出口坯殼厚度達(dá)到49 mm，滿足工藝要求。