在方坯结晶器中受热量传输、水口结构和保护渣化学成分影响而产生的铸坯壳变薄现象通过一个数学模型对受水口结构、保护渣化学成分、热量传输和钢液流影响的铸坯壳变薄现象作了模拟。采用了两个水口，第一个水口S60，外径和内径分别为60m和36mm，第二个水口S73，外径和内径分别为73mm和36mm。浇注条件包括浇铸速度1.3m/min，使用碱性保护渣和过热度为36K。模拟包括与热梯度下的浇铸条件相似的假设等温浇铸条件。模拟结果显示由热场产生的浮力对水口的钢水喷流产生了一个破坏效应，其大小大约为惯性力的四分之一。通过对流途径产生的显热传输，沿弧形结晶器壁铸坯外壳生长受到很大的变薄效应。虽然该数学模型预测两种水口都会引发外壳变薄，采用S73水口在内弧侧的一个区域产生严重的外壳变薄现象，这一变薄一直延续到结晶器长度的后一半。最终的外壳厚度非常薄有可能会产生铸坯漏钢。无论使用这两种水口中的哪一种，在扁平结晶器中钢水沿扁平结晶器壁凝固产生厚而均匀的外壳。这一模拟结果显示在水口设计中必须考虑保护渣的设计和钢水化学成分。