目前，在中高碳合金钢的连铸工艺过程中，中心偏析与中心缩松和表面缺陷是连铸坯的主要质量问题。 连铸用末端电磁搅拌(Final Electromagnetic Stirring，F-EMS)技术是改善中高碳合金钢连铸坯中心偏析与中心缩松的一种有效方法。 本论文一部分工作是以提高合金钢连铸坯内部质量为研究目标，以方坯连铸末端电磁搅拌器为研究对象，从理论分析、数学建模、模型验证、数值模拟、现场测试和运行效果等方面对电磁搅拌工艺对铸坯质量的影响规律进行了研究。 首先依据现场实际工艺参数建立了连铸坯凝固传热数学模型，并进行模拟计算。为验证模型，采用射钉实验法，即通过现场射钉实验取样，用硫印法测量实际的坯壳厚度并与理论计算值比较，调整温度场数学模型中的参数，不断提高模型的准确性，为确定末端电磁搅拌器的最佳安装位置提供了理论依据。用所建立的数学模型进行数值计算，确定了南钢主要钢种在既定拉速下末端电磁搅拌器的最佳安装位置为结晶器液面以下7.9米处。 其次依据连铸末端电磁搅拌磁场方程计算搅拌器内磁感应强度分布，并用特斯拉计实际测量了磁感应强度分布，其结果表明计算结果与测量得到的磁感应强度分布规律基本一致，为连铸末端电磁搅拌器结构改进和电磁参数确定提供依据。 为探索电磁参数与磁场分布特征的关系，寻求最佳搅拌参数，对在一定的连铸工艺条件和电磁搅拌参数下的主要钢种77B、GCr15-1进行了工业试验，通过对试样的纵断面和横断面分别做低倍、硫印与成分分析检验，对其搅拌效果进行综合评价与分析，并不断地调节末端电磁搅拌的工作电流和频率，最终确定不同钢种的电磁搅拌工艺参数。 通过近半年时间的现场生产使用，取样检验和比较表明，与未经过末端电磁搅拌的试样比较，经过末端电磁搅拌的试样中心偏析弥散化，中心缩松的程度有了明显改善，中心缩松的级别由3～4级下降到1～2级。轴承钢GCr15-1经过末端电磁搅拌后中心碳含量由1.07％降到了0.99％。钢种77B经过末端电磁搅拌后其中心碳含量0.84％降到了罐样碳含量0.78％。 本文另一部分工作是研究了现存的铸坯表面质量缺陷、分析产生的原因及提出改善方法。研究表明，现有的带有结晶器搅拌器的连铸机在低拉速范围结晶器导前偏大，结晶器与铸坯间的机械作用力大；高拉速下负滑脱时间偏小，保护渣耗量低，是造成铸坯振痕弯曲、外凸、严重时出现勾形振痕等的原因；为此，对结晶器振动参数进行了优化。应用实践表明采用优化后的振动参数，在设定范围内降低负滑脱率，提高了铸坯的润滑，降低了拉坯阻力，消除了勾形振痕，振痕恢复至正常圆角凹陷形。