层流冷却是目前应用比较广泛的控制冷却方式,越来越多的中厚板冷却采用这种方式。在冷却过程中,终冷温度的控制是关键,终冷温度的控制主要依赖于控制数学模型。因此,建立合适的冷却数学模型,对钢板终冷温度的控制显得尤为重要。本文以某企业中厚板厂的层流冷却系统为背景,通过分析该层流冷却水循环系统,设计了主要冷却装置。在此基础上,建立了冷却系统的数学模型,并对数学模型进行回归分析,优化数学模型,提高模型的控制精度。本文所做的工作和结果如下:(1)简要介绍了某企业中厚板厂的层流冷却系统,以该系统的设备及工艺为基础,分析了典型中厚板层流冷却水循环系统,建立了水循环系统平衡的数学模型。利用模型对冷却过程中的水泵流量进行了优化。(2)分析了层流冷却系统的供水结构,根据流体力学的基本方程,建立了层流冷却系统的水力模型。结合生产现场的实际情况,利用所建立的水力模型合理地设计了高位水箱,并对冷却集管的设计提出了相应的要求。(3)分析中厚板层流冷却过程的热交换机理,推导了有限差分法求解导热微分方程的过程,并给出了导热方程的定解条件和主要物理参数的计算方法,同时建立了冷却过程中换热系数的模型。(4)采集生产现场的实际冷却数据,对水冷换热系数模型进行了回归和优化,并提出了换热系数自学习的方法。将优化的数学模型用于在线控制,通过与现场实测值进行比较,结果表明,优化后的模型能够提高钢板终冷温度的控制精度,可以用于指导生产。本文工作得到陕西省工业攻关项目(2009K07-20)的支持。