针对南钢45#钢生产加工过程中出现的铸坯内部缺陷、工件和轧材裂纹、热顶锻裂纹,通过对裂纹处的能谱分析及连铸过程二次冷却仿真计算,确认导致缺陷的主要原因为铸坯内氧化物、硫化物杂物含量过高和不合理的夹杂物分布,以及不合理的二冷制度导致热应力过高综合作用的结果。由于南钢45#钢生产过程节奏紧凑,在现场生产过程中通过减慢生产节奏,加长吹Ar或LF精炼的时间来降低钢中氧化物、硫化物夹杂含量的方法不现实,因此本文通过二冷制度的优化来对铸坯内硫化物夹杂的尺寸和分布加以控制,以增加铸坯的临界应力,并减小铸坯内的热应力。论文首先对南钢45#钢小方坯连铸机的9种喷嘴的冷态性能进行了系统测试。测试结果为计算机仿真提供较为准确的边界条件,并为现场使用喷嘴的优化改型提供依据。根据南钢45#钢小方坯铸机的具体条件,应用本实验室现有的小方坯连铸二冷计算机仿真软件框架,对软件的功能参数进行修正。本课题应用该修正软件对南钢小方坯连铸现有二冷制度进行了分析评估和优化改进。通过二冷仿真计算,在对南钢2#机和4#机现有二冷制度评估的基础上,基于对铸坯硫化物夹杂尺寸、分布的控制,及铸坯内的热应力控制考虑,分别从喷嘴类型、喷嘴布置方式以及二冷配水制度三个方面对2#机和4#机二冷过程进行了优化,并对优化方案进行了现场生产验证。通过对2#机优化现场实验的铸坯样进行金相观察和夹杂物统计,确认二冷制度优化对铸坯内硫化物尺寸和分布的控制。但当夹杂物含量高出临界值时,仍然会出现内部缺陷。所以进一步提高南钢45#钢小方坯的铸坯质量还需要对铸坯夹杂物含量加以控制。