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弹簧钢连铸坯的宏观偏析及疏松是影响轧材力学性能均匀性的主要内部缺陷，通过有效的工艺措施得到均质化的铸坯组织是冶金工厂追求的目标。许多研究者通过实验证实了提高等轴晶率在提高铸坯组织均匀性方面的作用。降低钢液的浇铸过热度、减缓凝固前沿的温度梯度可以抑制柱状晶的生长，促进CET的发生，获得具有高等轴晶率组织的铸坯。本研究以此为理论基础，围绕低过热度、低温度梯度技术的开发，采用数值模拟及热态模拟实验的方法，研究了同质冷却水口、复式结晶器在降低钢水过热度和温度梯度方面的应用效果，分析了它们对弹簧钢铸坯凝固组织及中心偏析的影响。在实验室研究的基础上，开发出适合于淮钢方坯连铸机的冷却水口及低温度梯度结晶器，并在低过热度水口传热动态平衡闭环控制技术方面有所创新。通过大量的连铸工业试验，比较和分析了低过热度、低温度梯度技术对铸坯凝固组织及内部质量的影响，同时通过轧制工业试验，进一步研究了连铸坯的均质化对于棒材性能的影响。获得如下结果：
(1)同质冷却水口的特点在于与钢流接触的内芯采用与钢水相近的材质制作，水口在实现低过热度浇铸的同时，不仅不会给钢水带来外生夹杂物，而且在冷却作用下钢流和内芯会达到熔化-凝固的动态平衡，钢流和内壁之间界面产生的晶粒还可连续不断地流入结晶器内，起到非均质形核核心的作用，有利于等轴晶率的提高。实验室研究中，采用同质冷却水口能够使Cr17铁素体不锈钢的等轴晶率由30％提高到80%。
(2)通过采用低过热度水口传热动态平衡闭环控制技术，可实现水口出口的钢液过热度的稳定控制，水口内壁有凝固现象发生，凝固壳厚度较小，不会造成水口堵塞而影响钢水的正常浇注。工业试验中钢液过热度可控制在10℃左右。
(3)开发的低过热度冷却水口可用于淮钢150mm×150mm方坯连铸机的生产，钢液在水口内的温降可达14℃以上，方坯的等轴晶率获得提高，中心偏析、疏松和缩孔的程度明显降低。将低过热度技术应用于淮钢φ380mm圆坯的生产，当拉速均为0.56m/min时，中间包钢液过热度由46℃降低到14℃后，等轴晶率由31%提高到58%，圆坯内部中心偏析、疏松、缩孔程度得到降低。
(4)采用低温度梯度结晶器进行了150mm×150mm方坯连铸生产试验，结晶器出口铸坯表面温度提高了108℃，起到了减缓了钢液在凝固初期的传热的作用，有效促进了柱状晶向等轴晶的转变，提高了弹簧钢的等轴晶率。
(5)采用不同热轧工艺对150mm×150mm方坯进行了轧制试验，结果表明Φ25mm圆钢的力学性能及均匀性均优于Φ75mm圆钢，所以压下量的增加可减轻铸坯中心偏析的影响。低过热度、低拉速浇铸的φ380mm的圆坯经轧制后，中间坯及成品钢棒的中心偏析、锭型偏析、中心疏松的级别，与传统铸坯的轧材比较，相对更低，中心偏析和锭型偏析在0.5级以内，而传统铸坯的轧材，高的都达到1.0级。