超快速冷却技术在热轧后钢材的冷却过程中占据重要位置。热轧后钢铁材料的冷却能力和冷却均匀性直接影响了热轧产品的性能,为实现轧件的高强度均匀化冷却,热轧后高温钢材的冷却系统通常采用射流冲击的换热方式。本文以淹没射流冲击热轧后钢材的换热过程为主要研究对象,分析了影响淹没射流换热能力的主要因素,并对淹没射流冲击时高温钢铁材料的换热规律、冲击壁面的流动特性进行分析,阐明了淹没射流时喷嘴入口压力及喷嘴间距变化对不同厚度位置的冷却能力和冷却均匀性的影响,对比了淹没射流与自由射流的换热性能差异。主要研究内容和结果如下:（1）单喷嘴淹没射流冲击高温钢板时冲击壁面的流动特性和钢板内部的换热规律模拟。应用正交试验法确定了影响淹没射流冲击换热性能的主要因素。研究了喷嘴入口压力和喷嘴锥角对钢板表面流动特性和钢板厚度方向上换热过程的影响规律。研究结果表明,喷嘴入口压力是影响射流冲击换热的最主要因素,提高喷嘴入口压力有利于提高射流冲击换热能力。（2）四喷嘴淹没射流时射流交汇点处的壁面流动特性和钢板内部换热规律模拟。研究了喷嘴入口压力和喷嘴间距对射流交汇点在钢板厚度方向不同位置处的冷却速度和温度梯度的影响规律。分析了冷却速度、温度梯度和温度之间的关系。研究结果表明,提高喷嘴入口压力和减小喷嘴间距对提高射流冲击换热能力有利。（3）淹没射流和自由射流冲击高温钢板时的换热过程对比模拟。分别对比了单喷嘴、四喷嘴射流冲击时钢板表面的冲击压力、湍流强度、剪切力和流动速度的大小,获得了板厚方向不同位置的温降曲线和冷却速度曲线,对比了两种射流的冷却效果。研究结果表明,淹没射流比自由射流具有更好的冷却性能和冷却均匀性。（4）对数值模拟所得结论进行实验验证。获得了自由射流和淹没射流冲击高温钢板期间钢板不同厚度位置的温降曲线、冷却速度曲线。实验结果表明,数值模拟结果与实验结果相对误差在10%以内;数值模拟所得结论与实验所得结论一致。