自从1997年以来，世界粗钢生产迅速增长。于2000年世界粗钢产量第一次突破8亿吨，2010年超过14亿吨，2017年突破至16.91亿吨。显而易见的是，技术改进和持续不断地开发连铸设备和技术在这方面发挥了关键作用。如今，发展中国家钢铁铸造厂和连续铸造厂的数量增长已成为世界钢铁生产的主要焦点。中国的钢铁产量继续以高速增长，为这一发展贡献出了自己的一份力量。

1996年，中国钢铁产量第一次突破1亿吨。千禧年到来后的十年中，中国钢铁工业发展势态迅猛，粗钢产量大幅增长，并且增长率常年保持世界领先水平。2010年就超过6亿吨，2017年粗钢产量达到8.31亿吨，增长速度虽有所下降，但仍达到历史最高水平。中国的连铸比从1995年的46.5％增加到98％。国内大型冶金公司已实现全连铸[23]。

毋庸置疑，过去几十年来钢铁生产和坯料连续铸造的快速增长已经提供了技术创新。特别是创新的连续铸造技术仍然是最活跃的，并继续在钢铁生产中进行优化，还优化了产品结构而且有着中心作用。如今，最能体现钢铁生产水平的薄板坯连铸连轧紧凑流程，这使钢铁生产水平达到每年5000万吨（七年间发展中国家已经完成，并在过去的七年里发布了11条紧凑型技术生产线，其中，中国有7个产品，其产能每年超过1400万吨）品种的扩大和品质的提高引起了人们的关注。这已成为开发高品质薄带的新方向。近十几年来，由于采用了电磁连铸技术、二次冷却控制技术、结晶器非正弦振动技术、动态减光技术、铸造技术，还有低过热和高均匀的凝固，在线控制板坯质量技术，连续铸造的过程控制采用电脑控制技术、无缺陷钢坯热装直轧工艺，还有中间包冶金工艺及耐火材料功能化、优化保护渣性能等技术（以及相关设备），连铸效率和铸坯质量更稳定，钢铁生产持续改进的性能，这就是为什么人们更注重技术的发展连铸。

对高速连铸坯凝固过程中瞬态流体流场的三维数值模拟已经开发出来，以预测不同铸造速度凝固时夹杂物的捕获情况以及内表层不同位置的夹杂物分布情况。模拟并显示了50多种非金属夹杂物的运动行为。 结果表明，连铸拉坯速度对夹杂物尺寸分布没有显着影响，夹杂物的总数和平均直径不随套管速度的增加而增加[24]。

连铸结晶器在连续铸造过程中可以对钢水提纯，控制铸坯质量以及热交换。假设这些效果可以被控制，它便能提供高效率的连铸机操作流程和质量更为精良的铸坯，从而达到大幅提高钢铁生产质量水准和单位时间生产数量的目标。钢水在结晶器中的流动稳定或者不稳定将会影响到铸坯的质量。如果流场不正常将会使得结晶器中的上液面的流速超过临界值，从而影响到弯月面的波动，并且铸坯的面上的韧性将会太大。该系列的问题将影响铸造的过程和铸坯品质。所以钢水在连铸结晶器内的流动情况以及特性我们都需了解，如此一来便可以更好的防止保护渣的卷入。

在结晶器内的钢水的流动不稳定和液体的上表面上的炉渣的卷入是在钢铁产品的表面出现缺陷和裂纹的主要原因，也是一个重要的因素从而妨碍连铸生产和提高产品质量。结晶器液面的波动会导致以下五个方面问题的出现[25]：（1）夹带保护渣。（2）保护渣分布不均匀，滑动不良。（3）坯壳不能稳态生长。（4）热流场分布不均匀导致铸坯产生纵裂现象。（5）拉速提高引起结晶器内液面波动加剧，继而增加了保护渣卷入的概率。保护渣的卷入会造成超低碳钢生产中高达60％以上的缺陷。由液面波动引起的保护渣的卷入形成板坯缺陷已成为影响铸坯质量的主要原因。本研究中将宝钢特钢公司的连铸结晶器作为研究对象，并打算用数学建模技术来研究不同的拉速和水口插入深度用于进一步分析结晶器内上述钢水的流动条件。依据是卷渣现象和结晶器结构设计的优化。关键的一点是，以确定在结晶器中的钢水流动的特征，通过改变这些影响因素影响钢水在结晶器中的流动，为提出可行的结晶器钢液控流技术打下了基础