连续铸轧技术，因其生产工艺流程短、成材率高、产品质量优良成为金属板带坯生产的一种主要技术。作为最新技术的超薄快凝铸轧(厚度小于2mm、铸轧速度大于10m／min)更是在常规铸轧的基础上向前迈进了一大步。本论文课题来源于国家重点基础研究发展规划项目《提高铝材质量的基础研究》的子课题：“瞬态凝固连续大变形能量转化与组织形成多重耦合机理”。 对连续铸轧铸轧区中的金属行为研究，国内外通常都是将其作为一个整体来考虑，处理结晶区(即液—固区)边界条件时将界面换热系数假定为常值或是温度、压力的线性函数，但对辊套表面形貌、辊套材质的热物理性质以及界面介质层等因素对界面凝固传热及最终微观组织的影响缺乏深层次的研究。对铸轧板组织、性能的研究，国内外仅限于对铸轧板组织的分类和组织缺陷形成等的分析。 本文尝试把液—固区从铸轧区中分离出来，将液—固区金属的的凝固过程抽象为大温度梯度下金属的定向凝固过程，对其凝固传热与组织形成规律进行探讨。通过自行设计的大温度梯度定向凝固实验装置，研究了金属(主要指铝)在宏观外场(冷却块的材质及表面粗糙度、过热度、界面介质层等)改变的条件下其凝固传热强度与凝固组织的变化规律。在求解界面温度时，采用自适应法求解逆热传导问题的原理，建立了基本算法并编程计算程序。通过试验和理论分析发现：大温度梯度定向凝固中界面热流密度、界面换热系数的非线性变化规律和离界面的距离越远二次枝晶臂间距(SDAS)越大，而且SDAS随着界面换热系数的增加而降低的微观组织结构特征；随着冷却块表面光滑性的增加，热量导出增加，进而造成SDAS的降低；当冷却块的表面粗糙度小(＜3.25μm)时，凝固壳表面比冷却块的要粗糙，另一方面，当冷却块的表面粗糙度大(＞3.25μm时，凝固壳表面比冷却块的要光滑；界面热流密度及界面换热系数随着冷却材料的热扩散率的增加或者过热度的增加的增大，并导致了SDAS的减小；界面石墨介质层的加入使界面换热系数降低而凝固组织粗大等。在铸轧组织与宏观性能的研究上，采用在相同或相近的工艺参数下对常规轧制、常规铸轧和超薄快凝铸轧微观组织和宏观性能进行对比，得出三种工艺在产品性能上的差异并尝试了从温度场的角度解释差异原因。