板坯连铸浸入式水口结构决定着结晶器内钢液的流动状态,从而影响着铸坯质量,不合理的浸入式水口结构和连铸工艺参数会加剧结晶器内液面扰动,使铸坯质量降低。本文以某厂中厚板坯连铸结晶器中浸入式水口为研究对象,分析各水口参数与F数的关系,提出利用F数对浸入式水口结构及工艺参数进行优化的方法,对提高铸坯质量具有重要意义。基于流体淹没射流理论,给出表征液面波动的F数解析式的求解过程,分析F数与水口结构参数和水口工艺参数的变化规律,得到常规板坯F数与水口倾角的关系。利用常规板坯F数与水口倾角的关系,建立求解水口结构参数和工艺参数的计算模型,得到某厂1000×200mm板坯结晶器中F数为4时水口浸入深度、水口内径、水口出口边长和拉坯速度的关系曲面,分析水口参数对结晶器内液面的影响。选取拉坯速度为1.4m/min时最佳水口参数组合曲面上的多组点,建立结晶器内钢液的流场数值计算模型,对结晶器内钢液的流动状态进行计算,得到各组水口参数对应的结晶器内液面波高、液面流速和结晶器内流场,对比分析各组数值模拟液面波高和液面流速,得到最合理的一组水口参数组合。利用得到的最优水口参数,采用MATLAB软件求解出当F数介于3～5之间的拉坯速度范围,得到合理的拉坯速度范围为1.21m/min～1.57m/min之间。建立F数为3、拉坯速度为1.21m/min和F数为5、拉坯速度为1.57m/min时的结晶器内钢液的流场数值计算模型,对结晶器内钢液的流动状态进行计算,分析数值模拟结果中液面流速和液面波高,结果表明,得到的拉速范围满足不易发生卷渣的条件,验证了得到的拉坯速度范围为最优水口参数下的合理范围。