铝合金以其较低的密度、高比强度和优异的耐腐蚀性而广泛应用于航空航天、交通、建筑和海洋工程等领域。双辊铸轧作为一种绿色、低成本的新型短流程工艺,已应用在铝带工业生产领域。目前工业生产中,钢辊套最大铸轧速度仅为1.5m/min,难以与下游轧机生产能力匹配,严重制约了铝带的生产效率。如何提高铸轧速度已经成为了铝带生产行业迫切需要解决的问题。双辊铸轧成套设备的冷却能力决定了铝液凝固速率,在钢辊套及其内部冷却系统开发陷入瓶颈的前提下,为提高铸轧速度,本文结合有限元分析和铸轧实验分别研究了铜辊套和钢辊套对铝带铸轧界面换热行为及极限铸轧能力的影响。基于一维传热原理,分别测试了铜-铝换热系数和钢-铝换热系数。通过制备相应的铜棒和钢棒,将换热面浸泡在铝液中,利用Labview软件读取铜棒和钢棒内部测温点的温升曲线。使用商业化有限元软件Deform,依据最小二乘法原理反求铜棒和钢棒与铝液间的换热系数,得到铜铝换热系数和钢铝换热系数与温度的定量关系式,为下一步有限元模拟分析温度场提供基础数据支撑。自主设计了一套兼具铜辊套与钢辊套的辊系,铸轧辊的左半部分是铜辊套,右半部分是钢辊套。如此可以很大程度上排除其它不可控因素的影响,对比铜辊套和钢辊套的铸轧温度场、成品板带的微观组织及力学性能。基于商业有限元软件Fluent,分别建立了双辊铸轧的二维、三维热流耦合模型。首先,通过有限元仿真结果得到了铜辊套和钢辊套的极限铸轧速度分别为11m/min和6m/min。然后,针对铜辊套和钢辊套分别提出了Kiss高度和铸轧速度间的关系模型。最后,通过三维热流耦合模型直观对比了铜辊套和钢辊套对熔池温度场的影响。为了验证有限元仿真结果的准确性,进行了纯铝铸轧实验。得到在浇铸温度为680℃,辊缝厚度为2mm时,钢辊套和铜辊套铸轧的极限速度,并分析铸轧速度的提高对板带微观组织和力学性能的影响。最后进行了铜/钢辊套同步铸轧实验,直观地对比相同条件下铜辊套对铸轧温度场、板带的微观组织及力学性能的影响。论文研究结论可以为铜辊套高速铸轧工业化生产提供一定的指导意义。