大型铸钢件铸造过程容易产生缩松、缩孔、热裂、卷气、夹砂等缺陷，铸件质量很难控制。所以需要对大型铸钢件铸造过程的温度场、流动场、应力场进行数值分析。本课题来源于国家重大科技专项“2万吨难变形合金卧式挤压机”。以挤压机前梁铸造过程模拟为例，进而制定一套大型铸钢件铸造过程模拟的规范。本文基于数值模拟的方法，重点分析了挤压机前梁铸件铸造过程中缩松、缩孔、热裂、气孔等缺陷的形成机理，并利用ProCAST有限元软件对挤压机前梁铸造过程中的温度场、流动场和应力场进行数值分析。在温度场的分析中，采用了固相率法、温度梯度法、Niyama判据法三种方法预测了缩松缩孔缺陷，并设计了合理的冒口补缩系统，消除了缩松缩孔缺陷。在充型过程流动场的数值分析中，设计了合理的阶梯式浇注系统，并采用数值模拟分析和水力学计算两种方式，对两种工艺方案进行了分析，验证了优化工艺方案能够有效的消除乱引现象。在应力场的分析中，通过对应力框试件的应力场的数值分析，分析出了铸件产生热裂的影响因素，并通过优化工艺方案，减小了铸件热裂和变形缺陷。通过对典型铸件工艺的数值模拟，实现了数值模拟技术在生产中的实际应用，提高了工艺的合理性，减小了产品设计成本和设计周期，提高了企业经济效益，为大型铸钢件的铸造提供了设计经验。