为了满足钢板的性能和质量要求,控轧控冷技术在热轧钢板的生产过程中得到了广泛的应用,并取得了较好的效果。然而对于厚度较大的热轧钢板来说,冷却过程中钢板心部的冷却速度远低于表面的冷却速度,且冷却过程中钢板厚度方向上的内外温差较大。超快速冷却技术是一种新型控制冷却技术,能够改善钢板心部的冷却速度,相对于传统的层流冷却来说,超快速冷却过程中的冷却速度有着突破性的提高。本文针对多次分阶段超快速冷却工艺展开模拟研究,为实际生产过程中的工艺参数制定提供理论指导。首先,建立表面换热系数反求法的数学模型,应用离散解析法对热轧钢板超快速冷却过程中的表面换热系数进行求解,将所求得的表面换热系数作为计算机模拟热轧钢板温度场时的边界条件。其次,针对厚度小于40mm的中厚板,主要研究了20mm和30mm厚钢板的轧后超快速冷却+缓慢冷却工艺,分析此工艺过程中表面、心部以及距表面四分之一位置处的温度场分布特点和钢板冷却速度的变化规律,通过适当延长超快速冷却的时间,能够获得预期的理想组织。最后,针对厚度大于40mm的中厚板,主要研究了50mm厚钢板轧后超快速冷却过程中的温度场分布情况。为了提高中厚板心部的冷却速度,同时获得预期的理想组织,本文采用分段式二次超快速冷却工艺,通过合理分配水冷段和空冷段的时间,有效地解决了较厚钢板心部不易冷却的难题,同时使钢板各断面层满足了过冷奥氏体完全发生珠光体转变的要求,为超快速冷却工艺在较厚钢板生产过程中的应用提供了理论依据和实践基础。