连铸坯内凝固传热特性及溶质分布直接影响铸坯的表面及内部质量，而这些特性参数是难以通过直接测量得到的。数值模拟是把握这些特性参数的有效手段之一。通过针对具体问题建立的数学模型，数值模拟可以准确地模拟出一些重要参数的变化曲线，总结出这些参数变化对铸坯质量的影响规律，进一步对其进行人为控制调整，从而可以实现生产的最优控制。 本文是以宝钢电炉厂圆坯连铸机为研究对象，在通过现场调研，掌握具体情况的基础上，结合大量文献查阅研究，建立了凝固传热的薄片数学模型和碳溶质宏观及微观偏析模型。结合工厂实验数据验证了数学模型的合理性。在此基础上，分析了冷却配水量、过热度及拉速对铸坯温度，凝固层厚度及碳浓度分布的影响。通过数值分析，得到：制定合理的冷却配水量能够有效地控制铸坯内部质量，反应在铸坯表面温度上，即是使各冷却段铸坯受冷均匀，各冷却段衔接处温度回升值尽量地小。因此要严格地控制各冷却段冷却水量的分配。不同钢种其最优的水量分配参数不同，对合金钢T23现用的各种配水量进行了分析，结果发现当比水量为0.35kg/L，二次冷却段四区各区配水量分别为46L/min，39L/min，20L/min，15L/min时，铸坯冷却质量最好；铸坯凝固末端位置与冷却强度有关，冷却强度越大凝固末端长度就越短。对于钢种T23，其脆性温度区间为750～925℃。因此要注意当铸坯进出拉矫机时，铸坯温度避开该脆性温度区间；碳浓度分布与铸坯温度分布有着直接的联系。具体来讲，当温度分布曲线变化平缓，各冷却段冷却均匀，衔接处温度回升值较小时，铸造过程中铸坯中心碳偏析量就越小。对于1Cr5Mo这一钢种，得出当中间包温度为1540℃，拉速为2.0m/min，二次冷却段四区各区配水量分别为78L/min，49L/min，43L/min，25L/min时，其碳偏析量最小。当浇铸温度，冷却强度以及物性参数一定时，通过数值分析得出，碳偏析量与铸造速度之间成正比关系，而对于相同的速度增量，速度基数越大，碳偏析量越大。因此在保证工艺合理的基础上，应尽量降低铸造速度。最后，本文介绍了作者开发的数值模拟软件。用VisualBasic语言编写了计算程序以及操作界面。该软件可以计算出铸坯温度分布值以及碳浓度分布值。用数据值和图形输出相结合的方法，给出丰富地工艺参数及过程的信息，使现场操作人员制定合理的操作参数，更有效地指导实践。该软件的操作界面十分友好，计算速度也很快，一些辅助功能(如数据的保存及图形的打印)也很大程度上方便使用者用计算得到的数据进行分析研究。