随着工业生产水平的提高,运输、机械和建筑等行业需求的管材直径越来越大。然而,国内对于特大空心管坯连铸工艺的研究较少,因此研究不同工艺参数下管坯结晶器内流场及温度场分布十分必要。本文以截面尺寸为Φ750mm×150mm的特大空心管坯为研究对象,在物理实验验证的基础上,通过数值模拟的方法,对所研究的特大空心管坯连铸结晶器进行流场、温度场和热力耦合模拟,最终得出不同水口结构和工艺参数对于结晶器内钢水流动和凝固的影响,为实际生产提供了理论参考。通过对特大空心管坯连铸工艺的研究,确定结晶器参数,建立结晶器钢液流动和传热三维数学模型,并完成瞬态仿真。根据相似准则搭建物理实验模型,将流动仿真结果与水模拟实验结果进行对比,验证模型选择的合理性。依据单变量原则,研究不同水口结构、水口布置方式、工艺参数对结晶器钢液流动、传热的影响。研究过程中,钢液流动模型采用k-ε湍流模型和多相流相场模型。传热仿真计算铸坯内外壁面采用不同热流密度。结果表明,水口结构和水口布置方式对结晶器内流场和温度场分布有较大影响。当选用四水口对称布置和侧孔水平方向夹角166°,向下倾角5°的三通孔水口时,钢液冲击深度较小,出口截面温度分布均匀。拉坯速度和水口浸入深度变化对自由面流速和液面波动的影响较大,将拉速控制在0.6m/min——1.0m/min,水口浸入深度为150mm,液面流速和波动高度处于合理范围之内。采用流场模拟计算结果中合理的工艺参数,建立了结晶器内钢液的流动,传热和凝固的三维耦合模型。对铸坯凝固、收缩情况进行模拟,并对铸坯裂纹指数进行计算。分析了不同拉速和过热度对铸坯凝固、收缩以及裂纹产生的影响。对实际生产具有一定指导意义。