结晶器是连铸的“心脏”,其不仅是生产固态钢的第一个环节,同时也是去除夹杂物、改善钢材质量的关键步骤。合理的结晶器流场利于夹杂物的上浮;保护渣受热良好,形成的熔渣充当润滑剂;或者弯月面波动在合理范围,减小发生卷渣可能性,反之,这些都会导致连铸坯的各类缺陷。因此改善结晶器流场,对连铸生产过程有重要意义。本文以结晶器水口优化为出发点,利用物理模拟和数值模拟两种手段对断面280 mm×380 mm大方坯结晶器流场流动规律进行研究。物理模拟研究中构建了一个1:1结晶器水模拟实验装置,实现不同浸入式水口、不同拉速、不同液位下的连铸流动过程。在物理模拟研究中,利用PIV对结晶器流动开展测速,研究了四种不同水口在不同拉速、不同液位深度下的流场特征,研究表明:四孔水口的开孔角度向下时,在高液位、低拉速的工作状况下的流动较为均匀,对液面的波动影响小,液面速度在合理范围内。基于上述物理模拟对象和模拟过程展开数值模拟研究并且进行拓展。数值模拟利用Fluent软件进一步研究了浸入式水口开孔角度、开孔数目、安装角度等参数变化对结晶器内流场的速度场以及液面波动的影响,研究表明:双孔向下15°,在插入深度为120 mm～130 mm时,结晶器形成较好的环流,液面波动较小;当双孔水口变为四孔时,结晶器内部流场的扰动范围增加,更利于结晶器下部进行换热;安装角度为对角线安装时,流场内部为旋转流动,流动状态更加稳定,并且强化了结晶器角部的流动。综上所述,为更好的改善此型大方坯连铸结晶器流场,本文对浸入式水口进行优化研究,物理模拟和数值模拟研究结论取得一致,倾向于使用四孔水口,开孔角度向下15°,并且水口对角线安装。研究结果可用于此型大方坯实际生产工艺过程当中,为其提供可靠的依据,对生产实践起到指导作用。