高速线材的轧后控制冷却工艺,与轧后自然冷却相比,不仅可以提高冷却速度,减少氧化损耗,而且可以保证产品质量,因此得到广泛应用。在控制冷却过程中,吐丝温度是关键的工艺参数,对产品性能有重要影响。国内外学者对吐丝温度控制模型进行了大量的研究。从最初的半解析半经验公式,到现在的有限差分计算应用到在线控制模型中去,吐丝温度控制精度不断提高。首钢高线建于1987年,其水冷段的控制方式较落后,吐丝温度控制精度较差,造成产品性能不稳定等一系列问题,已经不能满足实际生产需要。本论文来源于首钢高线厂“轧后水冷系统改造”项目,目标是通过此次升级改造,提高轧后水冷段的自动控制水平,改善吐丝温度控制精度,实现全长平均温度与目标温度偏差±15℃达到2σ水平。本文在对国内外高线控制冷却系统研究的基础上,使用有限差分法建立了高速线材精轧后水冷段传热数学模型,针对不同钢种确定了不同的换热系数。根据首钢高线生产线情况设计了轧后冷却控制系统,设计与开发了水冷二级系统功能模块。对轧后冷却系统进行了现场调试,通过现场实测数据对模型参数进行自适应计算,提高模型预报精度。本文开发的高线轧后水冷控制系统目前运行稳定,精度达到了设计目标。