东北大学基于多年科研、工程经验和超快冷技术开发出新一代中厚板轧后冷却系统(以下称为ADCOS-PM),具有冷却能力调节范围广、产品冷却均匀性良好、可减少合金元素添加等优点。本研究以某钢厂4300mm宽厚板生产线轧后冷却系统科研项目为背景,针对ADCOS-PM的设备组成和冷却能力,冷却过程中的换热规律、钢板内部温度变化规律、冷却速率进行深入的研究。在此基础上,建立了高精度冷却速率和终冷温度计算模型,实现了ADCOS-PM对钢板温度高精度控制。本文的主要研究内容和成果如下：(1)对热轧中厚板超冷却过程,利用有限元方法建立了超快速冷却过程中的中厚板热传导解析模型。在此基础上,结合大量现场实测温度数据及工艺参数,采用反传热的计算方法,计算获得了利用ADCOS-PM的缝隙喷嘴、高密快冷喷嘴冷却过程中钢板与冷却之间的水冷综合换热系数。(2)针对利用ADCOS-PM进行中厚板轧后冷却过程,利用ANSYS(?)有限元模拟软件仿真获得缝隙喷嘴单独使用、高密快冷喷嘴单独使用,各冷却段联合使用条件下钢板内部温度变化规律,重点研究获得了钢板不同规格产品冷却过程中冷却速率变化规律以及平均冷却速率和钢板中心冷却速率的变化规律。(3)结合现场实际产品的基本热物性参数以及实际测量温度数据,利用大型ANSYS(?)有限元软件对冷却状况进行模拟。(4)对ADCOS-PM过程控制功能的物性参数模型、温降差分计算模型进行研究。开发了预设定高精度冷却速率和预设定计算模型,为实现ADCOS-PM产品控制精度提供保证。(5)以国内某钢厂为背景,将所开发的模型应用于在线生产过程控制。以610D为例,取得了良好的温度精度控制效果,经过ADCOS-PM冷却加回火处理的各项性能指标达到甚至超过调整处理。