包晶钢在连铸过程中容易产生裂纹缺陷,严重影响了包晶钢板坯连铸的品质和正常生产。因此包晶钢的连铸参数优化一直是冶金工作者亟待解决的关键共性问题。包晶钢铸坯典型裂纹性缺陷为表面裂纹缺陷（表面纵裂纹、角部横裂纹）和内部裂纹缺陷（中间裂纹、中心线裂纹）。研究发现,表面纵裂纹缺陷与结晶器内钢液面大幅周期性波动、结晶器冷却、钢种成分等因素相关;角部横裂纹缺陷与二次冷却、钢种成分、结晶器内钢液面大幅周期性波动等因素相关;中间裂纹和中心线裂纹与二次冷却、辊缝精度、辊缝收缩工艺参数等因素相关。因此为了解决包晶钢铸坯的裂纹缺陷问题,本文以某钢厂板坯连铸机的包晶钢连铸工艺全流程作为研究对象,对不同钢种碳成分、拉速、铸坯尺寸及保护渣物性参数下液面大幅周期性波动数据,利用快速傅里叶变换进行液面波动频谱分析,以分析结晶器表面大幅周期性波动产生机理,解决表面纵裂纹;针对板坯连铸结晶器铜板冷却水槽结构,建立结晶器铜板三维传热数学模型,采用有限元方法计算铜板宽面横向温度分布,并提出新的水槽结构以解决表面纵裂纹缺陷;建立三维热/力耦合数学模型,采用有限元方法分析了板坯凝固过程的铸坯温度分布和铸坯压下过程应力和应变变化,以解决铸坯内部裂纹缺陷;分析了钢厂生产实绩数据,研究了钢种成分对铸坯裂纹缺陷的影响;提出了一种连铸坯质量相关生产过程参数定位方法,通过对浇铸长度修正,能够将实时采集的铸坯生产过程参数精确定位到铸坯切片,以实现对包晶钢铸坯裂纹缺陷的精准管理和处置。基于数据的理论分析、数值模拟结果和工业实践结果,可得到如下主要结论:（1）在板坯连铸过程中,结晶器内液面大幅周期性波动主频率随着钢种碳含量从超低碳钢到中碳钢、随结晶器尺寸和保护渣种类的变化而变化,再依据该主频率的数值等,推断液面大幅周期性波动并非由结晶器振动等引起,而是铸坯不稳定鼓度通过辊列时产生铸坯液芯周期性振动,当该振动频率接近结晶器钢液固有频率时产生共振导致。按照钢碳含量范围,归纳提出了包含板坯横截面尺寸、保护渣和钢液表面张力和密度等参数的结晶器钢液共振二维控制方程:（?）该模型预测的结晶器钢液固有频率与实际生产的结晶器液面大幅周期性波动主频率的测量值之间的误差在4.3%以内。通过采用:①改变MLC控制模型（进行液面补偿控制）,使非稳定鼓肚对液面波动的幅度影响降低;②改变保护渣的种类以改变其表面张力,使不稳定鼓肚频率避开结晶器钢液固有频率,降低结晶器钢液产生共振概率;③提高二冷区的喷水强度,减少非稳定鼓肚的产生等技术措施,在包晶钢板坯连铸过程发生液面大幅周期性波动概率降低了 12.35%,低碳钢板坯连铸下降低了 3.45%。应用非等间距导辊排列和复合结构辊专利技术后,包晶钢和微合钢连铸过程结晶器液面大幅周期性波动发生率降低8.3%。（2）建立了结晶器铜板三维传热数学模型,获得了结晶器铜板冷却水槽结构对传热的影响规律,提出了结晶器铜板新的弧形螺栓区水槽结构,增强了结晶器宽热面温度分布的均匀性,弯月面处温度下降10℃左右,铜板螺栓处温度波动较优化前降低6℃,板坯表面纵裂缺陷发生率下降84%。（3）建立了包晶钢连铸过程,铸坯压下过程的三维热/力耦合有限元数值计算模型,获得了铸坯的温度以及压下过程铸坯应力应变分布和变化规律。发现在现有基础上提高连铸拉速0.1 m/min,保持连铸机扇形4段以前冷却水量不变,降低扇形5～8段两个冷却区10%水量,使原有压下区间由八段、九段后移至九段、十段,能有效地控制铸坯内裂纹。（4）根据研究获得的钢种成分对铸坯裂纹缺陷的影响规律,提出了易萌生裂纹包晶钢的关键成分设计准则:包晶含硼钢和含铌钢采用微钛处理,并且控制合理较低的氮含量。采取上述措施,板坯角横裂缺陷大幅度下降,对应热轧卷边部翘皮指数可分别从4.2降到几乎为零,从5.5降到2.0。（5）确立了连铸坯质量相关生产过程参数定位新方法,实现了铸坯生产过程参数精确定位到铸坯切片位置,保障了包晶钢铸坯裂纹缺陷及其生产过程参数的精准管理和处置,缺陷定位精度达到50 mm以内。