近年来,随着国家海洋战略的发展,海洋工程所用钢材的需求也逐年增加。像船舶、海洋平台这类海洋工程用钢,通常都是大尺寸、大厚度,很难使用连铸坯轧制的方法生产,通常需要模铸生产出大型钢锭,对其进行轧制,加工成符合规格要求的特厚板。因此,通过合理的锭型设计和优化的轧制工艺来保证最终产品质量,保证成材率就显得极为重要。材料A514GRQ具有良好的耐腐蚀性和冲击韧性,属于高附加值的新钢种,主要用于自升式海洋平台齿条的制作。本文以其为研究对象,优化设计了合适的33T钢锭,用PROCAST软件对钢锭的浇铸和凝固过程进行模拟优化浇铸工艺参数。用DEFORM-3D软件,建立塑性成形有限元模型和微观组织演变模型,对钢锭进行不同轧制方式、道次、压下量和冷却方案的研究,优化轧制工艺,为实际生产提供参考。论文研究结果如下:设计了锭重为33T,平均断面长边为2200mm,短边为800mm,本体高度为2300mm,锥度为2.1%,帽容比为15%的钢锭,可以满足产品尺寸要求。优化后的浇铸工艺参数为:浇铸温度1535℃,过热度28℃,锭身充型时间10min,帽口浇铸时间为7min。对比研究了双向可逆轧制,单向轧制和双向带立辊轧制三种不同轧制方式下的板型、应变场、轧制力和晶粒尺寸,研究表明,使用双向带立辊侧压轧制为最优厚板轧制方案,可以使成材率提升7.3%,宽度方向边部获得更大的变形,厚度方向具有更好的应变均匀性,更容易得到细化的晶粒。同时,用铅锭在实验室进行轧制实验,与数值模拟对比分析板型,验证了数值模拟的工程应用准确性。为研究道次对最终板型的影响,编制了双向带立辊条件下的四种道次方案,结果表明,当立辊侧压次数为9次,轧制道次为17道次时,切损率最低为8.3%,宽度方向上边部和厚度方向应变更均匀;数值模拟分析,75mm是最佳单道次最大压下量,厚度方向上的平均晶粒尺寸差最小,为16.1μm。考虑大厚度轧制不利于芯部变形,利用差温轧制原理,设计了三种冷却方案,并模拟计算了三种条件下的钢锭轧制过程温度场和应变场。结果证明,每五道次间水冷10s,使钢锭表面处于低温难变形状态,在厚度方向上获得了更好的应变均匀性,有利于芯部变形和横截面组织均匀性。