随着高效连铸技术的不断发展和市场对钢材质量要求的提高,结晶器冶金也越来越受到人们的关注。作为连铸生产过程中净化钢质的最后一个环节,结晶器内钢水流动状态对夹杂物的排除、保护渣的卷入、凝固坯壳的形成以及铸坯微观凝固组织等都有较大的影响。优化浸入式水口结构对于提高连铸生产率和板坯质量有着重要意义。合理的结晶器流场可以稳定结晶器内钢液液面,防止“卷渣”现象的发生,这对提高钢液纯净度、避免铸坯表面缺陷以及内部缺陷起着非常重要的作用。本论文以某钢厂250mm厚连铸板坯结晶器为研究对象,探究了浸入式水口出口形状、面积比、水口倾角、浸入深度对结晶器内钢水流动形态的影响。并运用数值模拟的方法对结晶器内钢液的流场和温度场做了分析,在此基础上确定浸入式水口最优参数。在物理模拟实验中,针对119mm×1000mm断面结晶器,拉速为0.9m/min,氩气吹气量为0.16m3/h和119mm×809mm断面结晶器,拉速为1.1m/min,氩气吹气量为0.16m3/h为实验条件,在相似比为1：2.1结晶器模型上进行水模型实验研究,通过物理模拟实验,最终确定使用5#水口,浸入深度在57mm～67mm(原型为120mm～140mm)为最优参数。原方案中当浸入式水口浸入深度为57mm(原型120mm)时,峰谷差值达0.37cm,1/3波峰谷差值达到0.71cm,弯月面处波动剧烈；使用优化水口后,波峰谷值差降至0.30cm,1/3波峰谷差值降低到0.40cm,液面波动得到有效改善,自由液面趋于平稳。在数学模拟中,7#水口(θ=18°)的冲击深度值比1#水口(θ=15°)的冲击深度值平均要大20mm左右,这与物理模拟得出的结论相符。在250mm×2100mm断面结晶器内对5#水口(最优方案)进行温度场分析。从宽面对称面温度场可以得到高温钢液从浸入式水口进入到结晶器内,水口处钢液的温度为1807.37K,到达结晶器窄面壁的温度为1794K。下回流涡心温度为1782.11K。当浸入式水口浸入深度的增加,结晶器涡心位置下移。从结晶器窄面温度分布图可以得到,流股撞击到结晶窄面壁的温度为1794.74K。