连铸坯裂纹与偏析等凝固缺陷严重制约了我国高铁轴承钢等高端钢材的稳定生产。因此,国内外学者提出了通过机械压下和电磁搅拌等技术以改善枝晶网络内熔体渗透与流动能力,但缺乏稳定性,究其原因糊状区枝晶网络内熔体渗流行为还未有深入研究。获得枝晶三维结构是探究渗流问题准确性的重要基础,但目前国内外关于铁合金,尤其是连铸坯凝固组织三维重构技术仍鲜有报道。因此,本研究利用三维重构软件将“断电”前后的连铸坯枝晶形态进行重构,并探究了冷速变化对枝晶结构参数的影响;通过建立三维枝晶渗透模型进行模拟计算,探究了在不同枝晶结构参数下的熔体流动特性;通过实验检测手段揭示方坯V型偏析的特征,为进一步研究V型偏析形成机理奠定重要基础。研究内容与结果如下:（1）以国内某钢厂断电事故下所产连铸板坯为研究对象,采用连续切片方法,重构了“断电”前柱状晶交叉生长区、平行生长区及“断电”后柱状晶粗化区的组织结构,并分析了“断电”前后因冷却速率改变枝晶表面积和液相率而展现出的变化规律。结果表明:当在距铸坯表面距离相等的区域（冷却速率相同）,枝晶交叉生长导致其液相率上升0.02,枝晶比表面积下降1.9×10m-1;当柱状晶数量及生长方向一致时,“断电”后（冷却速率下降）,枝晶展现出明显的粗化特征,液相率降低0.13,枝晶比表面积增加8×103 m-1。（2）采用有限元与有限体积方法,建立了钢等轴晶、柱状晶网络渗透模型,探明了等轴晶枝臂长度、柱状晶二次枝臂间距及长度对液相率、比表面积等结构参数的影响规律,在此基础上,计算分析了流动平行和垂直于主枝干情况下的渗透率。结果表明:在枝晶网络渗透模型中,随着枝臂长度的增大,等轴晶与柱状晶网络液相率均减小。等轴晶网络以枝臂长度L=125μm为阶跃点,枝臂搭接后液相率f1与枝臂长度L线性相关;比表面积与枝臂长度在搭接前呈指数相关,搭接后比表面积随长度变化呈抛物线变化趋势。另外,随二次枝臂长度的增加,柱状晶液相率呈S型下降趋势,且随二次枝臂间距的增加,该现象越明显;柱状晶比表面积随二次枝臂长度的增加呈先增加后减小趋势,且随着二次枝臂间距的增大,其转折点处液相率数值随之增大。枝晶网络渗透率与液相率变化呈负相关,由于枝晶生长到一定程度后出现枝臂搭接现象,造成钢液流动受阻,以此为阶跃点渗透率急剧下降。其中,等轴晶以f1=0.92为阶跃点,枝臂搭接前枝晶结构变化对渗透率影响更为显著。在流动平行于柱状晶主枝干情况下,当二次枝臂数量DEN=2-3时,渗透率随液相率增加呈平稳下降趋势;当二次枝臂数量DEN=4-5时,以液相率f1=0.85相邻主枝干上的二次枝臂搭接与f1=0.51同主枝干上的二次枝臂搭接为阶跃点,在此期间渗透率呈线性下降趋势;当二次枝臂数量DEN=10-40时,同一主枝干上的二次枝臂搭接时液相率f1=0.99,对渗透率变化影响可忽略,f1=0.67时相邻主枝干上的二次枝臂搭接,导致渗透率下降速率增大。流动垂直和平行于柱状晶主枝干情况下,其枝臂搭接情况相同,且渗透率变化速更大,但当相邻与同一主枝干上的枝臂均完成搭接后,熔体无法垂直于主枝干通过晶间区域。（3）通过热酸侵蚀实验,对国内某钢厂所产240 mm×240 mm轴承钢方坯进行低倍组织、枝晶组织检测,并采用电子探针分析仪对C、Cr元素分布进行检测,揭示了 V型偏析现象的分布特征。结果表明:自铸坯表面至中间区域,柱状晶平均一次枝臂间距从50 μm增至350μm,平均二次枝臂间距从25 μm增至250 μm;CET的位置距方坯表面50 mm处。C、Cr元素主要集中在枝晶间区域,且越靠近铸坯中心部位,该现象越为明显,呈V型分布;在以铸坯中心为半径100mm范围内出现严重V型偏析且平均偏析角度为23.1°。根据本文提出的渗透率模型,结合轴承钢柱状晶与等轴晶结构参数,在距铸坯表面距离为5mm位置处,一次枝臂间距λ1=127.5 μm、二次枝臂间距λ2=50 mm,钢液平行主枝干流动时渗透率由4.95×10-9 m2降至3.42×10-11 m2、钢液垂直于主枝干流动时渗透率由2.55×10-9 m2降至1.37×10-12 m2。随着凝固过程的进行,靠近中心位置处的等轴晶枝臂长度由300μm增至800 μm,渗透率由3.34×10-10 m2降至4.30×10-12 m2,有助于进一步解释V型偏析形成机理。