钢水注入结晶器后，除了受结晶器铜壁的强制冷却外，还通过钢水液面辐射散热及拉坯方向的传导散热，其传出热量的比大约为30:0.15:0.03，因此连铸坯凝固过程可以近似地看做钢液向结晶器铜壁的单向散热；所以钢水的热量是通过坯壳、气隙、结晶器铜壁、冷却水界面，最后由冷却水带走的。

A 形成弯月面

由于钢液与结晶器铜壁的润湿作用，在钢水与器壁接触处形成了半径很小的弯月面；弯月面的根部钢水与水冷的器壁接触，立即受到器壁激冷作用，迅速形成初生坯壳。弯月面对初生坯壳非常重要，良好稳定的弯月面可确保初生坯壳表面质量和坯壳的均匀性；当钢水中上浮的夹杂物未被保护渣吸附，会降低钢液的表面张力，弯月面半径减小，从而破坏了弯月面的薄膜性能，弯月面破裂，这时夹杂物随同钢液在破裂处和铜壁形成新的凝固层，夹杂物会牢牢地粘在这个凝固层上而形成表面夹渣；带有夹渣的坯壳是薄弱部位，还易引起漏钢事故；因此保持弯月面稳定，最根本的办法是提高钢水的纯净度，降低夹杂物含量，同时选用性能良好的保护渣，保持弯月面薄膜的弹性。

B 气隙的形成

已凝固的高温坯壳发生δ→γ相变，引起坯壳收缩，受收缩力的牵引坯壳离开器壁，气隙开始形成；由于气隙的形成，热阻增加，坯壳通过器壁的散热迅速减少；离开器壁的坯壳回热升温，凝固前沿的初生晶体还可能熔融。由于坯壳回热升温，其强度降低，在钢水静压的作用下坯壳又紧贴器壁，散热条件又有改善，坯壳增厚又产生了收缩力牵引坯壳再度离开器壁，就这样周期性的离贴2～3次后，坯壳达到一定厚度，并完全脱离器壁，气隙稳定形成。

在结晶器的角部区域，由于是二维散热，最先形成的坯壳收缩力大，产生的气隙也最大，钢水的静压无法使角部的坯壳压向结晶器器壁，因而在结晶器的角部从一开始就形成了永久性气隙。

当坯壳开始周期性的与器壁离贴时，会使铸坯表面发生变形，形成皱纹凹陷；同时还由于气隙的形成，热阻增大，凝固速度减慢，造成连铸坯内部组织粗化，对连铸坯质量也有一定的影响。

C 坯壳的生长

拉出结晶器的连铸坯必须有足够坯壳厚度；一般而言，小方坯出结晶器下口其坯壳厚度在8～10mm；板坯应>15mm；在结晶器长度方向上坯壳厚度的增长规律服从凝固平方根定律。结晶器内坯壳厚度与钢液的凝固系数、结晶器的长度及拉坯速度有关。

出结晶器的连铸坯心部仍未凝固，在二次冷却区内要继续喷水或喷水雾强制冷却才能完成结晶过程。