大型锻件制造业是国防建设、发展国民经济的关键性行业,也是重大装备制造业的基础及国家能力的重要组成。其产品的级别、生产能力与发展水平已经成为一个国家综合工业水平的标志。随着目前工业生产装备不断地向整体化、大型化的方向发展,对大型锻件以及作为其基础的大型钢锭的质量、性能要求也在不断地提高。为此,本文通过对231t、300t、438t大型钢锭水冒口进行解剖试验并与计算机数值模拟相结合,对试样进行化学成分、低倍、夹杂物和组织分析,研究了钢锭缺陷的分布和形成规律,并对模拟软件《FTINGOT》进行修正,最终优化冶炼浇注工艺,改善钢锭的凝固条件,降低了钢锭的偏析程度。取得了如下结果。所有钢锭的冒口边缘部位C、Mo元素均存在少量的负偏析,中心部位存在大量的正偏析,在不同的高度沿径向方向由边缘至中心元素含量呈不断上升趋势,越靠近冒口中心部位,正偏析程度就越高。水口中心上部位存在负偏析,边缘及下部存在少量正偏析,偏析程度比冒口部位小。冒口纵截面均存在条状偏析,水口部位较为轻微,且随着钢锭锭型的增大,冒口部位条状偏析趋于严重。水口的质量普遍较好,冒口部分偏析比较严重而且存在较大颗粒的夹杂物。修正后的模拟软件FT-INGOT能够模拟钢锭凝固过程中偏析缺陷的形成过程,预测其偏析程度和最终位置。数值模拟结果与解剖结果对比可知:钢锭水口负偏析区解剖结果与模拟结果对比较为吻合,冒口正偏析区中心部位有明显差距,但总体趋势是一致的。依据计算结果可掌握缺陷的形成规律,采取相应的工艺措施予以控制,尽量减少缺陷的数量。