近年来随着我国经济的快速发展,桥梁、隧道、军工设备等行业也得到了迅速发展,使得机械和建筑需求的特厚钢材急剧增加,同时对钢材的质量和性能也提出的严格要求,因此提高特厚连铸坯的产量和质量就成为了连铸研究的重中之重。在特厚连铸坯生产过程中,铸坯裂纹的质量缺陷约占到总质量缺陷的一半以上,因此控制铸坯裂纹的产生和探索裂纹形成的机理就显得非常重要。本文通过采用有限元分析软件ANSYS建立700mm×1 500mm特厚连铸矩形坯凝固传热过程的数学模型和弹塑性应力模型,对铸坯从结晶器弯月面开始到二冷区结束的过程中的温度场和应力场进行数值模拟,同时分析了不同拉速、过热度和比水量等工艺参数对铸坯在凝固传热过程中温度场和应力场的影响,为探讨裂纹产生机理,预防和减少裂纹形成提高铸坯质量提供依据,具体工作内容如下:(1)建立特厚连铸矩形坯的二维凝固传热数学模型。本文针对建模中存在的问题,创新性的提出了三种铸坯模型,即直角模型、圆角模型和倒角模型,运用二维切片法分别对其进行有限元仿真模拟,获得了铸坯沿拉坯方向上的温度场和坯壳厚度,并考虑了在不同连铸工艺参数下其变化趋势进而得到了最合理的铸坯模型。(2)建立了特厚连铸矩形坯的二维弹塑性应力模型。在获得的铸坯温度场基础上,同时充分考虑材料的高温力学性能参数,利用间接的方法对铸坯的应力场进行热力耦合模拟研究,并考虑了不同连铸工艺参数下热应力的变化趋势,也再次验证了新型铸坯模型的合理性。(3)结合对铸坯温度场和应力场的仿真结果,计算了铸坯表面的成裂指数,对铸坯裂纹进行预测,分析减少裂纹产生的技术方法。利用有限元分析软件ANSYS对700mm×1 500mm特厚连铸矩形坯在连铸过程的温度场和应力场进行数值模拟,可以直接清楚的获得铸坯在每个冷却位置点的温度、坯壳厚度、坯壳收缩以及坯壳的应力等分布情况,较为真实的反映出铸坯的温度演变过程和应力发展过程,对连铸在实际生产中预测裂纹形成等铸坯质量缺陷,改善和优化连铸工艺参数提供一定的参考。