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本文以新余钢铁公司3800mm宽厚板辊式淬火机项目为背景,以开发和构建高强度碳素钢辊式淬火机淬火工艺过程控制系统为目标,针对淬火工艺控制系统的温度场模型、水量模型及组织性能预测模型等进行了较为系统的研究,并将开发的工艺控制系统应用于低成本压力容器板XGCF62的实际生产实践,取得良好使用效果。本文的主要研究内容和成果如下：(1)针对碳素钢辊式淬火机淬火工艺控制系统需要,构建了由一级基础自动化系统和二级工艺模型过程控制系统组成的系统平台。基础自动化主要实现钢板位置跟踪、流量高精度调节及WINCC监控等功能,工艺模型控制系统主要实现温度场计算、流量设定及组织性能预测等功能。(2)根据辊式淬火工艺需要,采用PID控制器对水流量进行快速高精度控制,将积分系数Ti置无穷大,微分系数Td置零,采用纯比例控制。将比例系数K。由小到大变化,观察系统的响应速度和超调量,直至响应速度快,且超调范围较小为止。开发的快速高效的淬火工艺流量调节控制系统,满足了辊式淬火机淬火工艺参数的控制精度及响应速度要求。(3)针对辊式淬火机淬火过程,建立了淬火钢板的热传导控制方程。结合生产现场实测数据和辊式淬火机的实际淬火工艺参数,采用热传导逆问题的求解计算方法,得到了实际淬火工艺参数下淬火机高压缝隙段冷却过程的平均换热系数。计算结果为研究不同辊道运行速度下淬火过程温度场和实现淬火钢板的冷却速度控制提供了依据。(4)针对辊式淬火机淬火冷却系统流量控制需要,建立了高低压各段喷嘴喷射水量的解析计算模型。通过生产实测的高低压各段流量和压力值,采用回归分析方法得到了满足各段喷嘴喷射水量计算模型的关键修正系数,并将模型计算值同生产实测值进行对比表明,模型计算结果偏差小于10%,计算精度较高。(5)采用经典的Maynier模型,根据钢种化学成分和淬火过程工艺参数,利用插值法和加权相加法进行碳素钢淬火后的组织性能预测。并以30mm厚锅炉容器板07MnNiMoVDR为例,计算得到了钢板厚度方向各部位组织含量及维氏硬度值,为钢种开发过程中淬火工艺参数的制定提供了理论参考。(6)结合新钢XGCF62钢种淬火工艺开发,将工艺控制系统应用于实际生产实践,开发出成熟稳定的低成本压力容器CF62淬火工艺,取得良好的实际应用效果。