在中厚板生产中,控制轧制与控制冷却是提高产品质量性能的重要技术,其中轧后冷却控制技术不仅可以减轻轧制负荷,同时降低了合金元素的添加,节能降耗,大大节约了生产成本。研究表明,合理的装备设计以及数学模型,都有利于改善冷却效果并提高控制精度。本文以十二五国家科技支撑计划“热轧板带钢新一代TMCP装备及工艺技术开发与应用”、国家重点基础研究发展计划(973计划)“高性能钢的组织调控理论与技术基础研究”为背景,结合某钢厂3000mm中厚板生产线轧后超快速冷却系统科研项目,深入研究了冷却过程中流体特性、钢板内部温度变化规律以及冷却速率的主要影响因素。主要研究内容和成果如下：(1)基于现场实际超快冷装备的设计形式,模拟了冷却过程中冷却水在近钢板表面的流动状况,着重研究了流体对钢板表面的冲击压力以及流速的变化规律,对完善装备设计具有一定参考价值。(2)基于实际生产,建立了过程控制系统。为了进一步提高温度控制精度,根据现场实际数据,做出该厂条件下的换热系数与水流密度和温度之间的数值关系,拟合求解得到换热系数简化模型的回归式。一定程度上提高了终冷温度的计算精度。(3)基于现场新产品开发过程,制定了各冷却工艺参数。为了解各参数对冷却的影响,模拟研究了不同水流密度、不同辊道速度、不同钢板厚度条件下的冷却过程中钢板厚向的温度场。得出水流密度越大换热能力越强；辊速越慢,温降越大；厚度越大,对钢板表面效果影响不大,但钢板心部的冷却能力大大削弱。(4)基于实际生产,对不同冷却策略下钢板内部的温度变化情况进行了研究。分析比较了水冷集管的不同开启方式对冷却能力、冷速以及对板形的影响,对工业生产实际中冷却工艺的制定具有一定指导意义。(5)将所研究的成果用于实际生产过程控制中。以减量化Q345为例,结果表明了超快速冷却技术的应用,可以在满足性能、保证板形的基础上,大大降低合金元素的添加量,取得良好的经济效益。