随着钢铁行业的发展,社会对于钢材质量的要求不断提高,连铸坯质量对于钢材成品质量影响巨大,因此,对于连铸坯以及连铸工艺的研究具有十分重要的意义。本文对唐山某钢厂生产50号钢的连铸凝固过程进行研究,采用Procast大型铸造仿真软件对连铸坯凝固过程进行了有限元分析和微观组织模拟。建立了结晶器内铸坯的热力耦合模型,得出了结晶器内铸坯表面温度和应力的分布规律。在铸坯凝固过程中,铸坯角部的温度下降最快,且角部的应力要明显高于其他位置。通过改变浇铸温度和拉坯速度,模拟了不同工艺条件下结晶器内铸坯表面各点的温度应力分布情况,同一时刻,铸坯表面各个位置对应的温度随着浇铸温度/拉坯速度的升高而增大,相反,铸坯表面各个位置对应的应力随着浇铸温度/拉坯速度的升高而降低。对连铸过程进行了稳态模拟,得到了铸坯凝固过程稳态温度场模型和固相率模型。研究了铸坯中心温度场、固相率、糊状区开始及结束位置、糊状区长度等因素在不同二冷强度、拉坯速度以及浇铸温度下的变化情况。二冷强度越大,铸坯到达稳态时中心温度越低,糊状区的位置越靠近弯月面,且糊状区的长度越短。拉坯速度越快,铸坯到达稳态时中心温度越高,糊状区开始和结束的位置均远离弯月面,铸坯糊状区的长度越长。浇铸温度越高,铸坯到达稳态时中心温度越高,铸坯糊状区开始和结束的位置均远离弯月面,铸坯糊状区的长度保持不变。对不同工艺条件以及不同形核参数下铸坯的微观组织进行了模拟和观察,并得出结论:随着浇铸温度的提高,铸坯微观组织中柱状晶的比例增加,等轴晶的比例下降;随着拉坯速度的提高,铸坯微观组织中柱状晶的比例降低,等轴晶比例增加。随着平均形核过冷度的增加,等轴晶的比例降低,柱状晶比例增大,晶粒尺寸变大;随着最大形核密度的增加,等轴晶比例增大,柱状晶比例减小,晶粒尺寸减小。