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。研究连铸结晶器内钢液的流动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。本研究以某钢厂板坯连铸结晶器为原型,基于商用软件FLUENT平台,依据计算流体动力学理论建立了三维数学模型,计算了不同条件下结晶器内的流场和温度场,研究了浸入式水口的浸入深度、断面宽度和水口侧孔结构对结晶器内钢液的流场和温度场的影响,讨论了不同参数对结晶器内夹杂物去除情况的影响。针对230mmx 1300mm和230mmx 1930mm断面板坯结晶器,在拉速为1.3m/min,物理模型吹气量为0.1m3/h的条件下对水口结构参数和操作参数进行优化。在230mmx 1300mm断面,插入深度为130mm条件下,原浸入式水口1#水口平均波高达到0.57cm,渣层分布不均,漩涡卷渣现象明显；采用优化后的5#水口,平均波高降到0.38cm,自由液面趋于平稳,液渣层分布均匀。通过模拟确定5#水口较为合理,浸入深度在130mm-160mm为宜。在数学模拟中,对于230mmx 1300mm断面结晶器,1#水口(面积比S=1.86)结晶器表面的最大流速为0.5m/s,5#水口(面积比S=2.15)结晶器表面最大流速为0.4m/s,；对于230mmx 1930mm断面结晶器,1#水口结晶器表面的最大流速为0.6m/s,5#水口结晶器表面最大流速为0.48m/s。230mm×1300mm断面条件下1#水口结晶器窄面最高温度达到1790K,而5#水口结晶器窄面最高温度降低到1785K。对结晶器内夹杂物运动行为进行模拟,在其他条件相同的情况下,夹杂物颗粒数量对去除率影响不大；夹杂物的直径越大、密度越小,越容易除去；靠近浸入式水口壁面的夹杂物易被除去；当水口插入深度较小、结晶器断面宽度较窄时,钢液对结晶器窄面的冲击深度较小,夹杂物易上浮,去除率较高。优化的5#浸入式水口的夹杂物去除率高于原1#浸入式水口。