作为消除连铸坯中心偏析和中心疏松的有效手段,连铸坯凝固末端轻压下技术和重压下技术在连铸生产中得到了广泛的应用和推广。凝固末端位置的确定是实施动态轻压下和重压下的前提条件,国内大多数钢厂使用在线热跟踪模型来确定凝固末端位置。因此研究在线热跟踪模型,提高模型的准确性,对优化压下工艺和改善铸坯质量问题具有重大的意义。本文以国内某钢厂的板坯生产过程为研究对象,基于自主编程开发的方式,研究了微观凝固模型,建立了基于物性参数的二维凝固传热宏微观耦合模型,并以此为基础建立了在线热跟踪模型,探讨了连铸工艺参数对模型的影响,研究了元素宏观偏析对模型的影响,将在线热跟踪模型应用于铸机的动态重压下控制系统中,并对模型进行验证。本文研究内容和取得的结果如下:(1)钢液凝固过程中相组成变化会对物性参数具有重要的影响。通过建立微观凝固模型,模拟了凝固过程中的相组成变化和溶质的偏析行为。利用微观凝固模型完成了对相分数、导热系数等物性参数的计算过程。(2)建立了板坯凝固传热宏微观耦合模型。连铸过程中铸坯表面由于受热的不均匀导致温度分布不均匀。通过对热量的研究,可得宽面中心线沿宽度方向的散热量约占其总散热量的4%。根据射钉实验结果和生产过程中的压力反馈值来看,建立的凝固传热宏微观耦合模型要比常规模型更加准确、合理。(3)建立了基于物性参数的在线热跟踪模型。将微观凝固模型计算得到的物性参数保存到数据库,再从数据库中读取当前温度下对应的物性参数来完成温度场计算。通过模型对比表明,建立的在线热跟踪模型来可近似模拟板坯宽面中心位置的凝固状态。(4)在拉速0.7-1.0m/min区间,拉速每增加0.1m/min铸坯凝固终点的位置约向后移3m。而在拉速0.83m/min,浇铸温度1540℃的条件下,二冷区中分别采用强冷、中冷和弱冷计算的凝固终点的位置分别为22.9m,23.34m,23.85m。元素的偏析会使得凝固终点向后移,并且C元素的偏析对物性参数和模型计算造成的影响要远远大于P、S元素。(5)使用固定碳成分计算的坯壳厚度与实测值的平均误差为5.65%,而使用检测碳成分计算的坯壳厚度平均误差为4.3%,因此使用检测碳成分的方式计算结果更为准确。在线热跟踪模型计算得到的表面温度值与实测温度值的偏差在±10℃内,模型表面的计算结果较为准确。动态重压下系统有效提高了铸坯的质量问题,间接说明了在线热跟踪模型具有较好的实用性。