热机械控制技术(TMCP)对于高性能钢铁材料的开发和生产具有十分重要的意义,广泛应用于热轧中厚板生产领域,但部分控冷后的中厚板产品尚存在着冷后组织与残余应力分布不均匀,产品性能稳定性差的问题。解决上述问题的关键是得对中厚板移动换热过程的复杂流场和温度场进行系统的研究。本文通过文献调研设计搭建了控冷平台,对单束和多束移动射流冲击换热机理进行了较为系统的研究。研究内容和成果如下:(1)针对射流冲击高温钢板表面冷却区域进行了研究。研究了高温钢板在射流冲击过程中不同却区域位置处的沸腾特性,在对换热过程的沸腾机理研究的基础上分析了瞬态换热过程。(2)设计搭建控冷平台,对实验过程用到的冷却基体的加工精度,测量温度的工具精度进行了优化,保证实验数据的可靠性。对反传热过程中所用的重要物性参数进行了研究,同时对计算表面温度场过程用到的一维有限差分法进行了细致的分析。(3)对单束移动射流冲击热钢板过程中润湿区域状态和换热特性的重要影响参数进行了研究。获得了移动换热过程中的润湿区域变化规律、表面温度变化规律、热流密度、热流密度峰值等基础数据;针对控冷过程重要的影响因素如开冷温度、水流速度、喷嘴移动速度、射流直径、射流倾斜角度等对换热规律的影响进行了系统研究。提出瞬时热损失量的概念用以表征瞬时换热能力。为生产过程中的工艺设计和优化提供参考。(4)对多次射流冲击高温钢板过程中的润湿区域状态和换热特性展开研究。结合润湿区域的变化规律和换热数据,对多束移动射流的换热特征进行了研究。研究结果表明,经过多次射流冲击后润湿区域的换热能力有了很大的提升,热流密度峰值的最大值和瞬时热损失量的最大值随着射流移动速度的增加而减小。