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重轨钢是高铁发展的重要支柱,其质量水平关乎到我国高铁的健康快速发展。提高重轨钢连铸坯的凝固组织和成分均匀性可有效稳定钢轨的各项力学性能。针对国内某钢厂重轨钢连铸坯凝固组织和成分均匀性控制较差的问题,本文采用实验室实验、数值模拟和现场工业试验相结合的方法,系统开展了重轨钢U75V连铸坯凝固组织检测、凝固组织数值模拟、溶质微观偏析数值模拟、MnS夹杂物析出行为,以及重轨钢S控制试验、结晶器冷却工艺试验、电磁搅拌工艺和二冷工艺优化试验的研究,揭示了重轨钢连铸坯凝固组织和MnS夹杂析出规律,明确了重轨钢A类夹杂物控制的核心技术。采用连铸坯凝固枝晶组织腐蚀技术检测了重轨钢U75V连铸坯凝固组织的形貌,建立了重轨钢凝固组织数学模型,分析了不同过热度、拉速、二冷比水量条件下凝固组织的变化规律,获得了不同条件下铸坯的温度场、二次枝晶臂间距以及CET转变点。建立了重轨钢中MnS夹杂物析出模型,并获得了不同S含量、凝固组织以及冷却速度对重轨钢凝固过程MnS夹杂物析出尺寸的影响规律。发现当S含量低于0.003wt%时,重轨钢U75V连铸坯表面以下40mm内不会有MnS夹杂物的析出;当S含量从0.003wt%增加到0.01Owt%时,重轨钢U75V凝固过程S含量析出率从8.6%增加到51.9%;当S含量增加到0.020wt%时,重轨钢U75V凝固S元素析出率增加到70.1%。重轨钢S含量控制在<0.008wt%时,MnS夹杂物评级＜2.0级。凝固组织越细小,二次枝晶臂间距越小,重轨钢U75V凝固过程MnS夹杂物越少。提出了重轨钢采用电石造渣工艺,工业试验表明,采用该工艺后重轨钢成品S≤0.008wt%比例为92.54%,较工艺优化前的84.25%提高了 8.29%。小平台至RH真空处理结束重轨钢平均脱硫率为39.78%,较工艺优化前的20.62%提高19.17%。LF精炼结束钢包渣氧化性控制较好,炉渣氧化性(FeO+MnO)平均控制为1.19%,炉渣碱度平均为2.94。开展了重轨钢连铸工艺优化试验,分析了不同结晶器冷却强度、结晶器电磁搅拌强度以及二冷强度对凝固组织均匀性和MnS夹杂物析出的影响。得到:重轨钢连铸结晶器电磁搅拌采用350A有利于扩大铸坯等轴晶区,连铸结晶器强冷和连铸二冷强冷有利于降低连铸坯偏析,促进连铸坯中小尺寸(<4μm)MnS夹杂物析出,抑制大尺寸(>10μm)MnS夹杂物析出,降低钢轨A类夹杂物评级。