热轧产品的微观组织结构主要是由精轧出口和卷取之间的温度变化来控制的，为了获得适宜的带钢卷取温度，有效地控制带钢的微观组织，进而改善带钢的力学性能，采用轧后冷却工艺已成为热轧带钢生产的关键环节之一。在诸多轧后冷却方式中，层流冷却由于具有冷却能力强、冷却均匀、可控性好及设备易于维护等优点，已成为目前热轧带钢生产线应用最为广泛的冷却方式。由于层流冷却过程的传热比较复杂，该过程中含有辐射传热、带钢—冷却水之间的水冷换热以及轧辊传导等多种传热，所以建立一套能够较精确地计算带钢在输出辊道上温降的数学模型是实现层流冷却控制的核心任务。本文较为全面地考虑了带钢的辐射换热、带钢与冷却水之间的对流换热和带钢内部的热传导对带钢的影响，对带钢层流冷却的传热过程分为空冷温降和水冷温降两部分进行了分析，从而得到了带钢空冷温降模型和水冷温降模型的结构形式。在空冷温降模型中，充分考虑了带钢在其厚度方向上的热传导，对带钢表面辐射系数按与厚度成线性关系进行了处理；在水冷模型中，考虑了水冷侧喷引起的温降，同时引入了带钢热流密度和热流密度系数的概念。在对带钢层流冷却传热过程进行分析的基础上，根据现场生产数据，采用回归方法计算出模型参数，从而建立了层流冷却离线仿真数学模型。在模型的建立过程中，考虑到带钢比热、热传导系数是随钢种化学成分、温度变化的，并不是一常数，因此对其单独做了计算处理，以保证模型的精度。利用建立的层流冷却数学模型，在FORTRAN POWER STATION程序平台上开发了核心计算程序部分，从输入文件输入钢种、终轧温度、卷取温度、冷却速度及冷却模式等已知数据，经计算程序计算后，在图形处理软件STANFORDGRAPHICS上输出计算结果如冷却集管组态、带钢温降曲线等参数，实现了层流冷却的离线仿真。离线仿真计算结果与现场生产实际数据较接近，说明该仿真系统具有较高精度。本文研究的层流冷却仿真系统已在新产品DP、TRIP钢的开发中应用，为该钢层流冷却工艺的制定提供了依据；另外，为优化热轧板带卷取工艺而开展的PY402测温点应用研究中，也运用到该仿真系统。