本文包括两部分,第一部分是电渣重熔过程中传热及凝固组织的数值模拟,第二部分是圆坯连铸过程温度场、流场及凝固组织的数值模拟。本文第一部分以电渣重熔(ESR)凝固过程为研究对象,应用ProCAST软件模拟钢锭重新凝固过程温度场及钢锭凝固组织的生长情况。电渣重熔开始阶段,主要散热来自底部水冷的强制对流,轴向传热大。随着渣池内的液滴不断滴下,熔池不断上升,结晶器侧面的径向传热比例增大,此时,熔池的深度加深。但当熔池深度达到某一高度时,熔池形状随时间变化不大。底部先产生细晶组织,而后形成竖直方向发展的柱状晶区域,接着产生了一个倒V字形的柱状晶区域。随着渣温的提高,熔池变得深且宽；随着侧壁换热系数的增大,熔池深度变浅；随着重熔速度的减小,熔池深度也逐渐变浅；较低的渣池温度、较大的对流换热系数有利于等轴晶形成,而重熔速度对凝固组织的影响不大。本文第二部分对圆坯连铸过程进行一定简化,而后建立近似的数学物理模型,研究了结晶器内流动、传热及连铸圆坯的凝固组织,并讨论了拉坯速度对结果的影响。单孔直筒式浸入式水口钢液竖直向下注入,注流速度逐渐减小。靠近中心的钢液始终向下运动直至最大冲击深度处,而远离中心的钢液运动过程中发生偏移,与结晶器壁接触产生了向上的速度,在结晶器壁处便形成了涡流。由于直筒式没有侧孔,因此回流区涡心位置远离自由液面,并且自由液面处的流速相对较小,新鲜钢液不能及时地流经液面,造成了液面温度变化较大。同时在圆坯连铸过程中,铸坯从表层到中心,经历了细小等轴晶带、柱状晶带和中心等轴晶带三种组织结构。