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连铸质量的好坏决定了后续轧制工艺、钢材成品率、成本等。良好的连铸坯质量是铸坯热送和直接轧制的前提条件。当前,我国已经成为钢铁生产大国,在连铸工艺应用上,经过高速发展近30年,连铸比已高达98%,已达到发达国家水平,同时,大型现代化的新装连铸机组还在不断增加。但是,在30余年发展后,存在机组装备老化、工艺与技术落后等情况,急需改造的连铸机至少在百台以上,通过对原有旧技术、旧工艺的连铸机进行现代化改造,可以使原铸机提高生产率、改进产品质量和降低成本(包括节能和改善环境),因此,旧连铸机的改造蕴藏着巨大技术应用潜力,旧连铸机改造将是促进国内连铸生产技术提高的一个重要的途径。课题来源于国内某一大型钢厂的连铸机改造项目,针对改造中的几项主要机械结构进行了设计与分析,主要研究内容如下:第一章,主要阐述了研究背景与改造现状与需求,在总体叙述改造范围与改造采用的技术基础上,指出了论文的主要研究内容。第二章,阐述了改造要求的基础上,首先对机型进行了选择分析与确定,然后,研究了改造连铸机辊列弯曲和矫直方式,计算了拉坯速度、液心长度、冶金长度,确定了铸机长度、垂直区长度、基本半径,从而给出了连铸机辊列配置图。第三章,分析了二次冷却系统的方式,确定了气水雾化冷却的无极幅切喷淋系统的应用方案,对无极幅切喷淋系统设计建模及虚拟装配,并进行了运动仿真,阐述了应用效果。第四章,对矫直扇形段主要部件进行了有限元分析及结构改进,首先研究了矫直扇形段框架有限元模型、边界条件,然后对结果进行了分析,为提高安全系数与减重,对结构进行了改进设计,再对改进结构进行了分析,验证了改进的有效性。论文的研究工作,对大型连铸机的改造工作具有一定的参考价值。