在连铸生产过程中,活动段喷嘴技术的好坏、冷却质量的好坏都对铸坯表面质量和内部质量有着重要影响。气雾喷嘴堵塞严重和冷却效果不佳是钢厂大方坯连铸机普遍存在的问题和难题,这些问题的优化研究也是业内一直关注的重点。但是目前研究多侧重水质优化、过滤技术、喷嘴选型、喷雾特性、组合方式等方面,研究的内容有局限性。另外,业内多是对小方坯问题的研究,对大方坯问题的研究较少。大方活动段气水雾化喷嘴存在的问题会造成大量质量问题和漏钢事故,制约着连铸和型材轧制的发展。本文以昆钢新区炼钢厂大方坯连铸机为例进行研究、改进设计和应用。本文充分调研和总结分析了大方坯连铸机活动段喷嘴在实际生产中出现的现象,分析了活动段气雾喷嘴效果与铸坯质量缺陷的关系,分析总结了大方坯连铸机活动段气雾喷嘴存在的问题和造成问题的主要原因。对喷嘴进行了简单喷雾机理研究,分析和明确了影响雾化效果的相关因素,结合生产实际提出了喷嘴优化效果的评价指标。根据喷嘴存在的主要问题,对原喷嘴进行测绘,应用Solidworks建立三维模型,采用Fluent软件进行仿真分析,有针对性的进行了一系列改进设计。主要是扩大了喷嘴最小通径、设计了整体式内过滤器、改进了喷嘴内腔结构、改进了喷嘴的组装和安装方式,引入了旋流喷嘴设计、长喷管设计、空气引射设计,扩大了气水调节比、提高了喷嘴的适应性和雾化效果,配套改进了喷淋距离和喷淋管。本文通过理论分析、结合实践经验和仿真情况等对喷嘴进行改进设计,提高了喷嘴的雾化冷却效果和降低了喷嘴的堵塞率。在同等条件下对改进设计前后的喷嘴进行了生产验证试验。通过改进设计和生产实践,气雾喷嘴堵塞率从39%降低至0.69%;铸坯拉速在0.2-1.6m/min范围内,喷嘴工作正常,满足工艺和操作要求;铸坯表面酸浸低倍试验显示铸坯质量良好。