常规板坯连铸技术经过几十年的发展,已日渐成熟,高速化、高效化成为当今板坯连铸技术发展的目标。由于低拉速常规稳态浇注相对容易控制,铸坯质量能够得到保证,但高拉速非稳态条件的产品质量还存在很多问题。因此,针对高拉速和非稳态条件铸坯质量的研究具有重要意义。结晶器作为连铸机的心脏,对连铸表面质量的控制起着至关重要的作用。本文以梅钢2#板坯连铸机为研究对象,针对结晶器非稳态和高拉速下存在的铸坯质量问题,进行了现场调研,获取了铸机基本参数及相关浇注条件的控制标准。在取了大量铸坯样离线进行低倍硫印检测之后,对铸坯表面及皮下取金相样进行显微观察,统计单位面积夹杂物含量。为进一步评估铸坯质量水平,对其全氧量进行了分析。此外,本文针对梅钢2#铸机建立了结晶器内的钢液流动的数学模型。在对模型进行验证的基础上,对不同断面、拉速、水口插入深度下的钢液流动形态,结晶器内气泡与液渣层分布及偏流状态下的流动行为进行了模拟,为铸坯质量的控制提供理论及实践依据。铸坯质量研究表明,梅钢铸坯质量整体处于中等水平,表现出来的缺陷主要是夹杂和气孔。其中,夹杂物多为50μm以下的球状Al2O3或者铝酸盐,而气孔则主要是由吹氩导致,多分布于铸坯窄面。开浇、浇注末期、拉速变化等非稳态过程对铸坯质量影响很大,换大包、换浸入式水口等对铸坯质量的影响相对较小。非稳态夹杂物含量是稳态条件的2~6倍,全氧量比稳态条件铸坯高三分之一。头尾坯质量都差于正常坯,夹杂物含量比正常坯高26%以上,但越接近正常坯,质量越好。根据评估结果,尾坯倒数第二块坯可不用降级处理。数值模拟显示,拉速为1.8m/min时,常规断面窄面附近较大面积无液渣分布,在1300mm×210mm断面条件下,结晶器液面流速达到0.34m/s,须采用电磁制动或降低拉速来控制液面流速。当拉速达到1.2m/min时,结晶器窄面液渣很薄,此时需要采取电磁制动等措施以保证必要的液渣层厚度。偏流易导致液面流动不对称,从而形成漩涡,并导致卷渣。小粒径气泡、50μm及以下脱落的结瘤物和夹杂物,其跟随性好,容易随流股到达结晶器窄面和下部形成缺陷。