本文作为“铝锭坏梯度水冷系统”项目的一部分，日的足开发出一套适用于钔锭坏梯度水冷的数学模型及控制系统。系统能够准确的控制梯度水冷过程，使铝锭坯能够获得预期的符合精度要求的温度梯度。　　 本文从实际应用出发，设计了两种喷水方案，通过对比选择了更适合现场应刚条件的多水冷环分段冷却喷水方案，并对该方案进行DEFORM有限元模拟，以验证喷水方案的可行性。　　 分析铝锭坯在梯度水冷过程中的传热机理，采用有限差分法建立了铝锭坯梯度水冷过程中二维、非稳态的温度场计算模型。根据传热理论和温度场计算模型，采用VB编程语言编制温度场仿真计算程序，并将计算结果与DEFORM模拟结果进行对比，从理论上验证所建立的温度场计算模型具有一定的可靠性。以有限差分模型为基础开发了梯度水冷系统过程控制软件，并完成整套梯度水冷设备及其控制系统的现场总装、调试任务。　　 对系统的使用效果进行了测试，结果表明整套梯度水冷设备及其控制系统现场运行良好。实测温度梯度与目标温度梯度误差在±5℃以内的占75％以上，且模型自学习功能运行良好，基本能够满足精度要求，达到了系统设计的预期效果。　　 本文还对梯度水冷系统目前还存在的一些问题和需要改进的方面，提出改进措施和建议。