随着当前钢铁技术的快速发展，连铸工艺技术和装备水平在逐步得以提高。当前全球范围内连铸工艺正朝着生产高效化和成本低廉化前行，但连铸连轧和近终型连铸技术开始出现的同时，铸坯质量缺陷等诸多问题却也一直困扰着连铸工艺技术研究者。37Mn5钢材主要用于石油化工行业，在实际生产应用中对其质量要求相当严格。天钢联合特钢生产该钢种时，常常产生内部裂纹、中心缩孔、中心疏松和不规则圆形等质量缺陷，而连铸过程中的二次冷却配水对该钢种的铸坯质量有重要影响。因此，系统分析研究二次冷却配水等工艺条件对该钢种铸坯传热和应力的影响具有重要的意义。针对37Mn5钢铸坯存在的问题，做了低倍组织实验，结果表明，铸坯存在的质量缺陷主要有内部裂纹、中心缩孔、中心疏松和不规则圆形四种。分析认为，影响铸坯内部缺陷的主要原因是零段水量偏大，各段水量分配比例不合理所致。比较FCA和MCA两种二冷边界条件处理方法对温度场的影响，分析了结晶器水量、过热度、拉速和比水量对铸坯表面温度、坯壳厚度以及液芯长度的影响。结果表明，拉速对计算结果的影响较大，拉速为1.6m/min，浇注温度为1526℃时，在结晶器下口到扇形段一段间存在最大温降和最高回温，分别为91℃和125℃。对铸坯进行热力耦合模拟，实验结果表明，在距弯月面1.01m～2.33m之间时，铸坯表面总应变超过临界应变，此时对应的凝固坯壳厚度约为14mm～25mm，且铸坯径向应变显示，在铸坯表面以里的4mm～6mm总应变大于临界应变，铸坯形成皮下裂纹的可能性最大，同时也存在形成中间裂纹的可能性。优化二冷配水，将原二冷各段水量分配比例调整为18:28:30:24后，铸坯表面的最大温降由原来的91C降至51C，最大回温由原来的125C降至64C；铸坯表面的最大总应变为0.00721，明显小于优化前的0.00788。采用回归分析方法，得到了各工艺参数与二冷区域内各控制点表面温度的函数关系；考虑过热度对表面温度的影响，将优化后的二冷各段水量与拉速进行拟合，得到了不同拉速、过热度下的二冷配水表。