在异钢种连浇过程中,不可避免的会产生交接坯,需要进行降级使用或作废钢处理,造成一定的钢液损失。故在保证交接坯质量和生产顺行的前提下减小交接坯的长度是低成本洁净钢生产所追寻的。因此本文以某厂五流大方坯中间包为研究对象,首先建立湍流-多相流-传质耦合模型,研究不同空包时间和充包方式对异钢种连浇过程中间包内钢-渣-气三相运动和钢液混合行为的影响,并通过水模型实验对耦合模型进行验证。随后,基于不同控流装置对中间包稳态浇注流场的分析研究其对异钢种连浇过程钢液混合行为的影响。研究结果表明:(1)当新钢液出口浓度达到90%时,相比于空包3 min,空包4 min对应3流、4流和5流新钢液浓度到达90%的时间分别缩短了174 s、187 s和53 s;充包60 s后钢液裸露面积保持相对稳定,空包2 min、3 min和4 min钢液裸露面积分别维持在50 cm~2、84 cm~2和124 cm~2,远小于空包5 min的310 cm~2;综合分析多相流动和钢液混合行为得出空包时间为4 min较为合理。(2)空包4 min后,在充包开始时,保持1倍稳态速度浇注时,钢液裸露只存在1个阶段,在3 s时停止裸露,相比于其它充包方式,钢液裸露时间最短。在异钢种连浇过程中,钢液混匀时间随混浇稳定浇注液位的增高而增大,而死区体积随之减少。(3)稳态浇注时,挡墙对钢液流动状态有明显影响,而挡坝和湍流抑制器对中间包内钢液流动状态影响较小。相比于A1,无挡墙时(A2),其平均停留时间减少100.3 s,各流浓度的总体平均标准差(?)_N上涨46%,活塞区体积减少13.5%,死区增加6.4%,平均停留时间和各流一致性都明显降低。(4)对于不同控流装置下的异钢种连浇过程,挡墙对钢液混合有明显影响,而挡坝和湍流抑制器对中间包内钢液混合影响较小。相比于A1,无挡墙时(A2),3流附近在333 s时新钢液质量分数到达90%,且在浇注后期5流处新钢液质量分数一直保持在0.8左右,严重影响钢液的混合及各流一致性。