连铸技术是钢铁生产工艺中的关键技术，铸坯的凝固传热过程对铸坯的质量有着重要影响。不合理的喷嘴布置及二次冷却制度，会造成铸坯温度分布不均匀和铸坯凝固壳生长形貌不规则，使得连铸坯应力集中，从而导致铸坯裂纹、中心偏析等质量缺陷。研究优化连铸二次冷却制度及二冷强度分布，并对连铸过程中铸坯应力分布进行分析，对优化连铸工艺改善连铸坯质量具有重要的意义。连铸坯的凝固过程及温度分布状态对连铸坯质量至关重要。连铸机二冷喷嘴布置结构决定了连铸坯横向冷却强度的分布，影响着铸坯温度场的分布均匀性和凝固壳生长形貌的规则性，间接地影响了连铸坯缺陷的的产生。本文以重钢新区1号板坯连铸机为对象，借助Visual Basic平台，建立了二维板坯的凝固传热模型；模型充分细化横向和纵向上的边界条件，考虑了铸机横向水流密度分布对铸坯凝固传热的影响。采用射钉法和接触式测温法，测定了重钢新区1号板坯不同工况下的铸坯凝固壳厚度和铸坯表面温度，研究分析了ADQ203和BFT003连铸坯的综合凝固系数和凝固终点；并据此对板坯凝固传热模型的边界条件进行了修正，为连铸坯的凝固传热和二冷的准确研究提供了基础保证。应用板坯连铸凝固传热模型，研究分析了重钢新区1号板坯连铸机所用二冷喷嘴的水流密度分布状态，及二冷喷嘴布置的合理性；研究表明，铸机二冷足辊段、二冷二区和二冷五区的横向水流密度分布不均匀；不均匀的水流密度分布导致形成不均匀的凝固壳形貌易导致中心偏析等铸坯质量缺陷。通过仿真计算研究，对重钢新区1号板坯连铸机的二冷喷嘴布置进行了优化，同时获得了不同拉速下优化的Q235钢和16Mn的二冷制度。连铸过程中铸坯的应力分布状态影响着铸坯裂纹的产生。利用商业软件MSC.Marc建立了重钢新区1号板坯连铸的热弹塑性应力模型，并对不同工况下的连铸坯的热应力分布进行了仿真研究。研究结果表明，在结晶器内和二冷前期铸坯的应力增加的较快，在二冷中后期铸坯的应力变化较小；需在二冷制度制定时，应避免二冷前期的温度回升和温降过大，以防止应力增加过快导致铸坯裂纹产生和裂纹扩展。综上所述，本论文通过研究连铸坯的凝固状态和应力分布状态，对连铸工艺制度进行了优化设计，为提高连铸坯质量和实现优质连铸生产提供了理论基础和依据。