结晶器作为连铸机的心脏,其重要性不言而喻。宽厚板坯连铸生产过程中,结晶器的传热和力学行为对于铸坯的表面质量具有重要影响,由于检测手段的局限性,结晶器的热流、变形和铸坯的凝固状态很难通过实验获得,数值模拟是研究结晶器传热与力学行为的重要手段。本文以宽厚板坯连铸结晶器为对象,针对其传热和力学行为进行研究。基于安装在结晶器铜板不同横截面和纵截面内的热电偶实测温度,构建针对实测温度的二维传热反问题数学模型,通过确定结晶器与铸坯之间的热流分布,模拟能够及时反映实际生产中结晶器传热和铸坯凝固的不均匀性。在此基础之上,以结晶器温度场作为热载荷建立二维力学模型,模拟和分析浇铸过程中结晶器铜板的受力状态,讨论拉速、镀层、铜板厚度、钢水静压力等因素对受力和变形的影响。温度场计算结果表明：温度计算结果与实验值吻合较好,验证了模型的正确性。温度和热流的分布呈现明显的非均匀特征,沿浇铸方向,上下三排温度逐渐降低,但分布和变化特征相同,且不均匀性逐渐减弱,传热在很大程度上体现出“继承”倾向。拉速变化对结晶器不同局部位置的温度和热流影响不同,热面温度对拉速的变化比较敏感,且在其他条件不变的情况下,拉速每增加0.15m/min,热面温度上升约10℃左右；钢水通过结晶器向外散热量的大小决定结晶器出口处坯壳厚度分布。由于传热结果的不均匀,结晶器的力学相关计算结果也具有沿周向分布不均匀的特征。分析力学行为计算结果得到：铜板的最大变形集中在中心区域,由中心向两侧角部,变形逐渐变小。距弯月面105mm处铜板的变形量最大。铜板变形随测点温度的波动而实时变化,变形沿宽面方向的分布与温度分布特征相同,结晶器传热的非均匀性决定其变形非均匀性,距弯月面325mm位置处,实测温度平均每1℃的变化所引起的变形为0.02mm。铜板变形随拉速的增加而增大,拉速由0.75 m/min增至0.9和1.05 m/min时,变形由0.60mm增大至0.63和0.68mm。与外弧面相比,内弧铜板的变形更加明显,拉速1.05 m/min时,内弧面铜板中心变形量最大值为0.87mm,外弧面变形量的最大值为0.68mm,高出外弧面约0.19mm。构建全尺寸模型时,由于两宽面冷却水流量和铜板热流的不同,内外弧铜板变形量也不相同。探讨其他影响结晶器变形的因素发现：随铜板厚度的增加,增大的结晶器热阻使铜板热面温度升高,导致其变形增大；钢水静压力对铜板变形影响较小,因此,在构建模型时可以将其忽略。