定向凝固工艺是通过人为对凝固过程施加有益于凝固速度增加和温度梯度增大的手段，使金属液体形核之后能够沿着热流的相反方向进行凝固结晶。这种工艺能够控制柱状晶的生长方向，使得铸件的横向晶界明显减少。铸件的力学性能、高温性能都得以提高。本文综合现行40t定向凝固钢锭的生产现状，依据空气的绝热性提出了采用中空侧壁保温定向凝固法生产特厚板钢锭。应用有限元软件ProCAST对传统的和中空侧壁保温的40t定向凝固钢锭的凝固过程进行了数值模拟，并根据实际生产的状况对数值模拟的初始条件和边界条件进行了适当的设置。本模型采用顶部覆盖保温剂、侧壁加保温材料，并利用中空以减小热量损失、底部水冷。充型时液面平稳，符合实际。对模拟结果进行了实验验证，得出模拟结果和试验结果基本吻合，说明该模型是可行的。对40t传统定向凝固钢锭和和中空侧壁定向凝固钢锭的温度场和缩孔分布和程度以及钢液完全凝固时间进行对比。对中空厚度进行优化，由数值模拟结果得出：中空侧壁定向凝固温度场分布合理，能够明显降低缩孔程度和分布范围，延长全凝时间，进而提高产品收得率及质量。当中空厚度为20mm时保温效果最好。