连铸坯在凝固过程中容易形成中心偏析和中心疏松等缺陷,它将引起钢材的一系列问题,如钢材的延展性能、焊接性能以及抗氢致裂纹等。随着用户对连铸坯质量要求的日益提高,中心偏析和中心疏松已经成为生产高端产品的一个重要制约因素。而试验和研究发现动态轻压下技术对改善甚至消除连铸坯的中心偏析和中心疏松具有十分显著的效果,已经引起了人们的关注和重视,该技术已经成为现代连铸水平的一个显著标志。在总结以往连铸机设计经验和长期跟踪生产实践的基础上,本文对具备轻压下功能的连铸机的运转模式和扇形段控制方式进行了重新划分,并研究了他们之间的相互关系。针对液压夹紧扇形段的特点和控制需求设计出了简单、准确以及可行的扇形段零点标定方法和扇形段综合弹性系数测定方法,并通过了生产实践验证,得到了用户认可。在全面分析研究国内外相关资料的基础上并结合以往经验,通过机理研究、推导以及反复计算,确定了各钢种的最佳压下参数并成功运用于生产实践。根据以往连铸机设计经验和用户反馈提出了新的结晶器窄面上、下口尺寸计算方法。对影响凝固传热模型精度的密度和传热系数两个重要的热物理性质,采用了新的、考虑更全面的计算方法。对局部混合密度采用了各相密度的调和平均值,并详细考虑了各相密度随温度的变化关系。对液相和固相的导热系数分别采取不同的方法,根据有关实验数据,总结了溶质元素对导热系数的影响。提出了采用动态切片思想来跟踪模拟连铸生产过程中的连铸坯,并且用焓降法解决了以往温度场计算中一些切片容易“丢失”潜热的问题,阐述了钢的热物性参数处理方法。针对本文研究的问题,研究了算法的具体实现及收敛性能。以上述工作为基础,开发出了板坯凝固传热软件,并通过预先建立热焓与温度的一一对应关系,优化了板坯连铸温度场传热模型的程序结构,节约了计算时间,使程序执行时间小于0.2秒,实现了连铸坯凝固的实时跟踪,为扇形段辊缝调整模型提供了基础。开发了扇形段辊缝调整模型,为了保证生产的稳定性和产品质量,本文对压下量采取了稳定性修正、入口锥度修正和安全值修正三层修正方式。研究了扇形段辊缝计算方法和扇形段动作,并且为了简化电气控制,提出并实现了扇形段辊缝值包含扇形段动作次序的思想和方法,这样也保证了每个周期内所有扇形段辊缝都可以及时调整到位。对于生产中扇形段负载压力可能过大情况,根据不同情况分别采用压下区间前移和压下量自动减小两种方式,这样既保护了设备,使生产能够正常进行,又为新钢种调试提供了手段。对于扇形段来说,理想辊缝和实际测量辊缝并不完全一样,本文详细研究了工业生产中用实际测量辊缝来代替理想辊缝的理论依据。针对扇形段夹紧缸位移传感器的位移和辊缝值不完全相同,本文详细研究了二者之间的相互关系。本系统实现了工业化应用,通过现场测温和射钉试验,验证了模型的可靠性和正确性。在重钢2#连铸机正常生产两个多月以来,通过抽样低倍检验,中心偏析得到了C级,显著得改善了连铸坯内部质量,得到了用户的认可。