随着连铸技术的发展,企业对钢包性能的要求也更加严格。钢包性能的提升一般集中在超保温、长寿命、轻量化等方向,目前研究者主要对其中某一个或两个方向进行研究,缺乏将三者结合的研究工作。在不减小钢包容积的前提下,提升钢包保温性能、延长钢包使用寿命、减轻钢包重量,对提高铸坯质量、降低企业成本、节约能耗意义重大。本文通过对传统钢包温度场和应力场的研究,结合遗传算法优化耐火内衬结构,高效准确地设计出一种在保温、长寿以及轻量化等方面均达到较好效果的新型钢包,主要研究内容如下:（1）钢包有限元模型的参数化建模。基于传热学理论,分析钢包在整个浇铸循环中热量传递的变化,确定钢包的边界条件,并结合有限元技术,在ABAQUS中利用Python实现钢包有限元的参数化建模,为后续耐火内衬优化提供基础。（2）典型工况下传统钢包温度场和应力场的数值模拟。结果表明,钢包在空包和满包两种状态下的应力水平几乎不变,钢水静压力对钢包的应力变化影响较小。在不考虑耐火内衬膨胀压力时,钢包壳应力水平大幅下降,耐火内衬膨胀压力对钢包壳热应力的产生具有重要影响。（3）基于多目标遗传算法的新型钢包耐火内衬结构优化设计。建立新型钢包耐火内衬各层厚度与钢包质量、体积、钢包壳最高温度以及耐火内衬最大应力在第一次浇铸循环工况下的响应面模型,结合遗传算法进行多目标优化。结果表明,当绝热保温毡、安全层、工作层的厚度分别为6.067mm、68.152mm、138.13mm时,钢包在保温、长寿以及轻量化方面达到的综合效果最好。（4）典型工况下新型钢包温度场和应力场的数值模拟。对优化后的新型钢包进行有限元分析并与优化结果对比验证。结果表明,与传统钢包相比,优化后的新型钢包包壳最高温度为204℃,耐火内衬最大应力为44.72Mpa,钢包质量为56851Kg,且优化目标计算值与预测值之间的误差小于1%,证明了优化模型的准确性。本文设计的新型钢包较传统钢包包壳最高温度降低65.83℃,耐火内衬最大应力降低2.45Mpa,钢包质量减小1754Kg,新型钢包在保温、长寿及轻量化方面都有了不同程度的提升,为钢包耐火内衬的优化提供了新的思路。