连铸作为整个钢铁生产流程中不可缺少的工艺环节,连铸技术的好坏直接关系着产品的产量和质量。为了提高连铸技术,对连铸生产过程中铸坯的凝固传热过程进行深入研究是必不可少的,而铸坯的凝固传热模型作为一种数值模拟方法已经成为研究铸坯凝固传热过程的重要手段。本文为获得一个准确性较高的传热模型,以南钢150mm×150mm小方坯铸机为研究对象,提出一种基于实验测量二冷区传热系数建立铸坯凝固传热模型的方法。本文的主要研究内容如下:(1)搭建二冷区喷嘴冷态、热态特性测试实验平台。使用COMSOL软件对热电偶的安装方案进行仿真分析,制定喷嘴特性测试实验方案,完成喷嘴特性测试实验。(2)针对三种不同的传热系数计算方法,以虚拟实验的方法对其进行分析,根据分析结果,确定采用基于正则化理论的传热系数计算方法,并在其上增加混沌优化算法,进一步保证计算结果的可靠性。通过计算,获得不同水压下试件表面的传热系数,再结合喷嘴的水流密度分布情况,拟合得到传热系数与水流密度关系的经验公式。(3)采用本文测量得到的南钢小方坯铸机二冷区传热系数计算公式作为凝固传热模型的边界条件,考虑铸坯表面水流密度分布的不均匀性,选取铸坯的整个横截面建立传热模型,并使用VB.NET语言编写传热模型的求解程序。(4)使用铸坯表面测温和铸坯坯壳测厚的方法对传热模型的准确性进行验证,验证结果表明模型计算铸坯表面温度与生产现场实测表面温度相差小于15℃,模型计算铸坯坯壳厚度与射钉法测量所得坯壳厚度相差小于2mm。