铁路技术朝着安全、高速、重载和自动化牵引方向发展，要求钢轨具有高精度、高平直度、高强度和高表面质量。钢轨是复杂断面型钢，万能轧制变形过程既有强迫宽展又有自由流动，孔型设计的合理性和轧制参数设置的准确性是影响万能线钢轨轧制精度的最关键因素。　　 传统孔型设计步骤：依靠经验初步设计→试轧进行修正→满足轧制精度要求后定型。孔型开发周期长、成本高且轧制精度也受到孔型设计精度限制。研究钢轨万能轧制过程金属流动规律，优化孔型设计对提高钢轨轧制精度具有决定性的作用。钢轨万能轧制线是一个多变量强耦合控制系统，由于没有轧制参数优化模型和经验公式作指导，现只能依靠操作工的经验设置轧制表参数，根据试轧结果凭感觉修改轧制表，结果造成轧制精度偏低、废品率偏高。在孔型固定的条件下，求出各轧制参数的设定范围、给出各轧制参数的建议值对提高钢轨的轧制精度具有重要现实意义。　　 本文以国有某大型钢铁企业轨梁厂钢轨万能轧制生产线为研究背景，通过对某规格钢轨万能轧制过程金属流动复合分析、连轧关系对轧制过程金属流动影响分析，较全面掌握钢轨轧制过程金属流动规律，为孔型优化设计提供了理论指导和科学依据；针对高速钢轨万能轧制线多变量强耦合的特征，以钢轨断面轧制精度为目标，将优势区间控制算法与神经网络相结合，在不影响轧制生产安全的基础上，构建轧制参数优化模型，实现了轧制参数的优化。　　 本文主要研究内容如下：　　 (1)根据轧制原理及相关理论，以应力平衡方程、密席斯(Von Mise)屈服准则、普朗特-劳斯(Prandtl-Reuss)增量理论、同性硬化准则为基础，利用Marc软件对钢轨万能轧制仿真分析，获得钢轨万能轧制过程金属流动规律。　　 (2)利用对万能轧机和轧边机的连轧过程仿真分析，研究速度匹配对轧制过程金属流动的影响；利用对轧边机力矩进行监控和调整，得到较优的张力控制，实现更合理的轧制负荷分配。　　 (3)利用1和2研究成果对轧制孔型进行优化。　　 (4)在不影响钢轨轧制生产安全的基础上，依靠西门子S7-400PLC对外的TCP/IP通信接口，实现了轧制过程数据的在线采集与监控。　　 (5)提出将生产现场采集的大量轧制过程数据与钢轨断面尺寸检测数据建立对应关系，数据预处理后利用优势区间控制算法求出特定生产条件下U1E1、U2E2机架辊缝及轧制力的优势区间，利用神经网络求出特定生产条件下UF机架辊缝及轧制力的设定值，实现了轧制参数优化。　　 实践表明：(1)把轧制过程金属流动规律及连轧关系分析结果运用到孔型设计和优化，缩短了孔型开发时间、节约了孔型开发成本；(2)轧制参数优化模型能够满足轧制精度的需要，提高钢轨尺寸精度达标率。