连铸过程是钢铁生产流程中质量控制的重要环节,对整个钢铁生产过程及铸坯的质量保证有着关键作用。而在连铸过程中,二冷工艺控制是最重要的控制部分,二冷工艺控制水平的高低会对铸坯的质量产生直接且严重的影响。实现连铸二冷区喷淋水量的合理分配是保证铸坯均匀冷却的前提之一,均匀冷却对提高铸坯质量有重要意义。因此对连铸过程中的二次冷却进行优化和控制具有很大的实践价值和研究意义。本论文以某钢厂180mm断面方坯连铸机为研究对象,建立了方坯连铸凝固传热数学模型。采用有限差分法求解方程,并通过现场实际铸坯表面温度测量数据修正确定了模型的传热边界条件。通过对连铸过程进行仿真模拟,然后对仿真得到的主要凝固参数研究分析,将分析结果和铸机生产实际结合起来为连铸生产提供指导意义。合理的二冷结构是保证二冷工艺实施效果和质量的前提。使用方坯连铸二次冷却仿真软件,对铸机的二冷结构进行了优化。分析了现有铸机二冷结构所存在的问题,根据铸坯均匀冷却的原则及安全生产的角度提出了适用于所研究铸机的喷嘴布置的方案,从而确定了该方坯铸机的二次冷却结构。对该钢厂方坯铸机的产品大纲进行钢种分类,根据各类钢种二冷特性的不同将钢种进行了分类,以对各类钢种制定相匹配的二冷制度。在传统参数控制法的基础上,提出了基于钢液过热度和二冷水温的二冷工艺新模型。详细分析了钢液浇铸温度的变化及钢水成分的变化对二次冷却的影响,并将两者综合考虑统一于钢液过热度的变化对连铸二次冷却的影响;还分析了不同季节二冷进水温度对连铸二次冷却的影响。最后建立了基于过热度和二冷水温的二冷控制工艺新模型。应用方坯连铸二次冷却仿真软件,以两类典型钢种A和B为研究对象,对其连铸过程进行了仿真计算,获得了两类典型钢种的二冷制度。并分析了两类典型钢种在拉坯方向上铸坯表面温度的变化规律、铸坯中心温度的变化规律及典型位置处铸坯的温度场分布等。