薄板坯连铸连轧工艺具有结构紧凑、生产高效、直接轧制等特点,在世界范围内广泛运用。而CSP作为薄板坯连铸连轧工艺的代表,其在实际生产微合金钢过程中热轧板卷频发烂边缺陷,研究表明,其烂边缺陷是由微合金钢铸坯角部裂纹缺陷所致。铸坯角部强冷新工艺可有效解决微合金钢铸坯角部裂纹,但CSP在实际连铸生产中,铸坯出结晶器后的高温区强冷却控制将造成其液芯压下过程铸坯角部变形抗力显著增加,进而影响生产。因此,本文以国内某钢厂CSP生产的QSTE380TM微合金钢薄板坯连铸生产过程为研究对象,采用直接耦合的方法建立CSP连铸凝固过程热/力耦合三维模型,模拟传统工艺与新工艺条件下CSP铸流过程铸坯三维温度场演变规律和连铸机1段液芯压下条件下的铸坯变形及受力过程行为。本文获得的主要结论如下:(1)传统薄板坯连铸过程,铸坯出结晶器时的宽面和角部温度分别为930℃和870℃;铸坯角部从1段开始逐渐回温,在2段达最大值998℃,二冷各段末铸坯角部温度分别为970℃、980℃、960℃、940℃;同时,受铸坯表面非均匀冷却作用,铸坯宽面中部坯壳生长快、1/4处则生长较慢,呈现非均匀方式生长;铸坯凝固终点距距弯月面8.8 m。(2)液芯压下段原、新工艺铸坯中心和窄面中心沿厚度方向的位移变化大致相同,液压辊的强烈挤压作用使得铸坯宽面整体同步向液芯压下方向(厚度减小方向)移动,当铸坯远离压下辊进入两辊之间的间隙位置处时,铸坯表面出现曲折压下现象。原、新工艺铸坯角部最大位移量分别为14.1 mm、14.6 mm。(3)铸坯受辊接触挤压及释放作用,铸坯表面应力整体呈大幅度往复周期性变化演变规律。1段回温作用致使原、新工艺角部等效应力分别稳定至54 MPa、60 MPa,宽面各位置等效应力均保持在44 MPa左右。原、新工艺铸坯角部最大等效应力值分别为55.6 MPa、78.5 MPa。(4)液芯压下过程,铸坯各位置处的等效应变均呈现阶梯状形式上升趋势,且总体呈现角部>宽面>窄面的分布规律。铸坯窄面节点随着距角部越近,等效应变越大,窄面中心处等效应变最小。液芯压下末端,原、新工艺铸坯角部最大等效应变分别为0.24、0.30。