钢坯的加热是轧钢生产的一个重要的环节，在加热过程中，钢坯可能出现过烧、热裂、组织缺陷等问题，而这些问题在实际生产中是无法观测的。因此，利用计算机来预测和控制钢材的组织和性能成为一种必要。　　 本课题对钢坯在加热过程中的温度场及晶粒长大现象进行了研究，利用Matlab语言编制了一个综合性的模拟程序，用于预报钢坯在加热过程中的温度场变化及正常晶粒长大现象。为优化加热制度、提高产品性能和降低成本，提供有效的依据。　　 首先对钢坯在步进梁式加热炉中的温度场变化进行了研究，建立了钢坯横截面的二维传热数学模型，并采用控制容积法对数学模型进行离散化求解得到钢坯横截面温度场在加热过程中的变化规律。将模型的预报结果和“黑匣子”温度测试数据进行对比验证，结果显示两者吻合良好，模型能很好地预报加热过程中钢坯的温度场变化。　　 通过晶粒长大的驱动力模型和晶粒长大过程中体积不变的连续性方程，建立了保温过程中的奥氏体晶粒长大统计学模型，并在此基础上建立了加热过程的晶粒长大模型。模型可以预报奥氏体晶粒平均尺寸、晶粒尺寸分布在保温过程中随温度的演化规律。模拟结果表明，方差系数越大，晶粒长大的潜力越大，得到的极限晶粒尺寸越大；第二相粒子阻力越大，晶粒长大越容易达到稳态；晶界迁移率越大，晶粒长大速度越快，而对极限晶粒尺寸没有影响。　　 用Gleeb-1500热模拟试验机对Q345qD钢在等温过程中的微观组织进行了研究，用截线法测量晶粒大小。将实际测得的晶粒尺寸与模拟得到的晶粒尺寸进行对比，结果表明，在晶粒粗化前模型基本能反映实际的正常晶粒长大规律，说明本文建立的正常晶粒长大模型是合适的。