随着高效连铸技术的快速发展,中间包冶金以及结晶器冶金在钢铁生产中已经至关重要。中间包、结晶器流场与结构的优化,可以改善钢液流动,促使夹杂物上浮,避免钢液的二次氧化和卷渣,保证钢水洁净度和连铸工艺的顺行,提高铸坯质量。本文针对某厂55 t两流板坯连铸中间包和结晶器的流场进行了物理模拟,并且对中间包的结构和结晶器的工艺参数进行优化。实验过程模型与原型相似比为1:3,根据设计的坝堰结构,通过RTD曲线的测定以及流场的观察来筛选合理的结构;并进一步优化合理的坝堰间距以及堰到长水口间距,对比最佳优化方案与空包的夹杂去除率。实验还用正交法研究了水口吹气量、浸入式水口插入深度以及拉速对结晶器液面波动、液面裸露和冲击深度的影响程度。中间包物理模拟结果表明:坝、堰组合之后可以改变流体的流动状态,延长流体运动的轨迹,与没有坝、堰相比,提高了液体的平均停留时间,但在流体经过坝、堰后都存在一定体积的死区;优化后,坝一、堰一方案在坝堰间距为290 mm,堰到长水口间距为383 mm时最佳,流体在中间包内的平均停留时间为351 s,死区体积分数为19.0%,相对不加坝堰的方案,其平均停留时间增加了65 s,死区体积分数减小了15.0%;优化方案下,夹杂物的去除效果优于不加坝堰下夹杂物的去除效果,而且随着夹杂物颗粒直径的增大,夹杂物的去除率显著提高。结晶器物理模拟结果表明:随着水口吹氩量增加,结晶器液面波动加剧,液面裸露增大,冲击深度降低;随着插入深度增加,结晶器液面波动大体呈增大趋势,液面裸露增大,冲击深度亦大体呈现增大的趋势;随着拉速增大,结晶器液面波动增大,裸露面积减小,冲击深度基本呈现逐渐增大的趋势。