中厚板在常规热轧过程中存在的问题是厚度方向上的变形不均匀,心部压缩比很小,变形不能渗透使板坯中心部缺陷无法焊合。针对这种状况提出了一种新型轧制技术即差温轧制技术。差温轧制工艺是在轧制过程中边快冷、边轧制,冷却来不及深入到板坯内部,在板坯厚度方向上形成上下表层低温,中心层仍维持高温的温度分布状态。这样在轧制时,表面的低温硬化层会促使变形深入到板坯心部,有利于消除钢板的心部缺陷,改善厚度方向变形均匀性。但是差温轧制时厚向温度场的梯度分布使得其不同厚度层的金属塑性变形能力存在差异,从而产生板形不良问题。板带轧制过程中轧件头部弯曲问题,是轧制领域至今尚未得到很好解决的重要技术课题之一。本文以差温轧制过程中的变形均匀性和渗透性为主要研究对象,借助相关实验设备对常规热轧和差温轧制过程中钢板组织性能的影响进行测试,并通过Deform-3D有限元软件对差温轧制过程中的变形均匀性以及由此产生的头部翘曲行为进行研究和分析,为实际生产和工艺优化提供有效的参考依据。本文的主要研究内容和成果有:（1）在实验室条件下,利用Φ750热轧实验机组和3D打印技术自主搭建的即时冷却装置分别进行了常规热轧和差温轧制实验。实验结果表明:差温轧制工艺使得热轧钢板不同位置的组织形态、力学性能等得到了全面改善,增加了轧制过程中变形的渗透性,提高了钢材强度以及塑韧性,有利于充分挖掘材料的性能潜力,简化轧制流程,缩短生产时间,提高了轧制效率。（2）基于Deform-3D有限元软件对在相同厚度条件下不同待温时间的高温钢板进行了差温轧制的模拟。模拟结果表明:相同厚度规格的钢板,随着待温时间的延长,钢板不同位置的热传导作用使其厚度方向的温度梯度逐渐降低,心表温度趋于一致,不同厚度层的塑性变形能力差异逐渐减小,因此钢板的翘曲高度逐渐降低,板形逐渐趋于良好。（3）基于Deform-3D有限元软件对不同厚度的钢板在相同待温时间内的差温轧制进行了模拟。模拟结果表明:在相同的待温时间内,厚度越大,其温度梯度差异也越大,此时钢板厚度成为影响翘曲高度的主要因素。其中20mm～40mm厚的区间范围是钢板对翘曲最为敏感的厚度区间,而在厚规格钢板时,钢板翘曲并不明显。（4）在实验室条件下,利用Φ450轧机进行了差温轧制实验对模拟结果进行了实验验证。实验结果表明:在相同温度下,随着水冷时间的延长,表面温度降低,钢板心表温度差增大,其厚度方向上的温度梯度增大,钢板翘曲高度逐渐增大。（5）在实验室条件下,利用Φ450轧机进行了差温轧制补偿实验。实验结果表明,对板形不良的钢板,在后续轧制阶段,通过温度和冷却路径的精确控制,施加反向的温度梯度,可以起到良好的纠正板形的作用。