连铸生产由于其低成本、高效率、操作灵活以及产品质量高等优点在全世界钢铁行业中得到迅猛发展。但是在连铸生产中的各种铸坯缺陷仍然存在，特别是小方坯中柱状晶粗大和穿晶甚至中心裂纹的现象时有发生。因此，对于凝固机理需要进一步深入的研究。 本文对连铸坯缺陷、二次冷却系统、过热度和二次冷却系统对凝固组织的影响的研究概况作了分析；在准确计算连铸坯温度场分布情况的基础上，充分考虑铸坯的凝固潜热和材料热物性参数随温度变化的情况，建立了连铸坯温度场的数学模型。利用有限元方法，通过编制计算机程序进行了数值模拟。通过对生产现场的考察，选择了具有代表性的钢种20钢，研究150×150mm小方坯在一定生产拉速时的连铸坯温度场。 模拟结果表明，过热度对凝固速度的影响不大，但会影响柱状晶的生长速度，浇铸温度过高时，铸坯在二冷区时两相区变窄，温度梯度增大，使得柱状晶推进速度增加，易产生晶粒粗大甚至穿晶。水流密度对凝固速度的影响则较大，过大的水流密度会增大凝固前沿温度梯度，加快柱状晶的生长速度，最终可导致穿晶或中心裂纹的产生。 研究结果表明，应用连铸传热凝固分析模型，可以定量地描述连铸坯凝固速度与过热度和二冷区水流密度的关系，估测出铸坯在各个拉坯位置的凝固参数。在生产中应使用合理的连铸制度，采用适当的过热度和配水参数，减小铸坯凝固速度从而抑制柱状晶的生长速度，达到避免穿晶或裂纹缺陷产生的目的。 通过模拟结果与实际铸坯低倍组织照片的对照，对一次枝晶间距进行了计算与测量，发现模拟结果与实际生产中铸坯组织能较好地吻合，模拟结果对生产中确定合理的连铸制度有一定的指导意义。