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如今，各领域对高性能铜合金的需求急剧增加。Cu-Cr-M（M为Zr、Mo、Nb、Y、Gd）合金具备高强度、高导电率和抗磨损性质，是结构与功能兼具的材料，其发展前景十分广阔。Cu-Cr-Zr合金是应用最多的Cu-Cr-M系高强高导铜合金，在半连续铸造生产时，Cu-Cr-Zr合金铸锭最典型的铸造缺陷有气孔、夹杂和热裂纹。这些问题严重影响生产和产品质量，制约了Cu-Cr-Zr合金的大规模生产。本文主要通过数值模拟方法研究了Cu-Cr-Zr铸锭上述缺陷的产生原因及控制方法。现以240mm Cu-Cr-Zr合金圆锭的立式半连续铸造过程作为研究的对象。建立了立式半连铸铬锆铜圆锭的三维模型，通过ANSYS软件热-结构顺序耦合的方式求出铬锆铜半连铸圆锭热应力场。基于应力场模拟结果对铸锭的热裂行为进行了分析与预测，并探讨了浇注温度与水冷强度对铸锭中心裂纹与环状裂纹的影响。建立了求解流场的二维模型，利用FLUENT在满足动量方程、连续性方程和能量守恒方程基础之上的k-ε双方程紊流模型求解，得到不同浇注温度和拉坯速度下的结晶器内流场与合金凝固情况。通过对流场的分析，讨论了不同连铸工艺对铸锭气孔与夹杂缺陷的影响，以及浇注温度与拉速对凝固坯壳的影响。结果表明，结晶器出口上方0.025m铸锭中心易形成中心裂纹；结晶器出口上方0.08m处铸锭易形成半径0.05m的环状裂纹；结晶器出口上方0.025m易产生表面裂纹。适当增加浇注温度将会减少环状裂纹；保证合理的冷却强度能够有效控制中心裂纹与表面裂纹的形成。浇注温度降低和水冷强度增加都会使环流区域缩小，不利于气泡与夹杂的上浮；浇注温度和拉坯速度增加都会导致液面波动加剧而卷入夹杂；提高浇注温度与拉坯速度都会使结晶器出口处坯壳变薄。