连铸坯的弯曲矫直技术是实现高效连铸的关键技术,现有连铸机在弯曲和矫直区设计时都采用塑性变形的机理,导致铸机高度大、建设成本高,而且连铸坯在现有机型的弯曲矫直过程中没有充分利用材料的高温蠕变特性,内部容易产生裂纹。针对上述问题,本文从研究铸坯的高温蠕变特性入手,将钢的高温蠕变理论应用到连铸机的弯曲矫直设计中,提出连铸坯的蠕变弯曲矫直理论,改变了传统连铸坯的弯曲矫直机理,使铸坯坯壳在未进入塑性状态的情况下完全利用蠕变实现弯曲和矫直变形过程。为此,本文主要进行了以下几个方面的研究:首先,在Gleeble3800热力模拟试验机上对Q345c钢的高温力学性能和蠕变性能进行了研究,获得了该钢种在高温区间的热物性参数和接近屈服强度作用时的最小蠕变应变速率,并且通过试验数据回归分析的方法推导了该钢种的高温蠕变本构方程。其次,基于Q345c钢的高温蠕变特性提出了连铸坯高温蠕变弯曲矫直理论,通过设计新型连铸机弯曲矫直曲线从而实现连铸坯的矫直变形中只包含蠕变变形,没有塑性变形。采用求极限的方法建立了连续弯曲矫直曲线中连铸坯应变速率与曲率变化率的关系,通过选择不同的低曲率变化率的曲线使连铸坯在弯曲矫直变形过程中的应变速率低于接近屈服强度作用下的最小蠕变速率,从而实现连铸坯的高温蠕变弯曲矫直。然后,针对实验室小型连铸矫直设备设计了一条四段渐开线和优化的三次方曲线组合的矫直曲线,并分别采用有限元方法和公式法验证了在连铸坯内部距离上表面15mm位置的矫直应变速率小于Q345c在1200℃低于屈服强度作用下的最小蠕变应变速率,该位置如果在连铸生产中可以高于1200℃,则它可以在新设计的组合连续矫直曲线中全部依靠蠕变变形实现矫直。随后,按照设计的组合矫直曲线调整实验室矫直设备辊列并进行矫直试验,得到与有限元法和公式法同样的结论。实验室矫直试验进一步证明了采用有限元法和公式法验证曲线能否作为蠕变连续矫直曲线的可行性和正确性,同时也验证了蠕变连续矫直曲线设计方法的合理性。最后,基于连铸坯高温蠕变弯曲矫直理论对五点弯曲五点矫直直弧型板坯连铸机重新设计,新设计的机型不包含圆弧段,弯曲段与矫直段直接光滑连接,并且弯曲段曲率变化率满足正弦规律,矫直段曲率满足五次奇次多项式规律。采用有限元分析的方法分析了连铸坯在新机型中的温度分布和坯壳厚度的变化情况。并且通过公式法得出了新机型使连铸坯内部高于1200℃的位置在弯曲段和矫直段全程实现了纯蠕变连续弯曲矫直的结论。基于连铸坯高温蠕变弯曲矫直理论,连铸坯弯曲矫直变形完全依靠蠕变变形,可以降低坯壳内的应变速率,达到避免弯曲矫直裂纹、降低铸机高度和提高连铸生产率的目的,拥有广阔的应用前景。本文对提高连铸技术水平、推动高效连铸技术的发展和钢铁制造业的技术进步具有重要的理论和实际意义。