ESP无头轧制生产线作为第三代薄板坯连铸连轧技术,能稳定生产极薄带钢,能实现部分品种“以热代冷”的生产,相比传统薄板坯连铸连轧生产线优势明显。但是,经由ISP无头轧制生产线改进而来的ESP无头轧制生产线,由于缺少了热卷箱对中间坯的处理过程,使得产品的组织性能较ISP无头轧制生产线将略低;并且由于生产需要,粗、精轧间的感应加热设备需要持续对中间坯进行加热,耗能占生产能耗的50%左右。因此,通过对ESP无头轧制生产线生产过程板带温度变化规律的研究,提出提高产品质量和优化生产能耗的工艺和生产线的改进方法,对ESP无头轧制生产线的生产和升级改造具有一定的意义。首先,对热轧过程中的传热进行了分析建模,确定了粗、精轧过程中变形热和摩擦热以及轧制过程的接触温降模型,非轧制区的热辐射以及水冷模型,并对带钢的温度计算进行了推导。其次,分别对ESP无头轧制生产线的粗轧和精轧进行了温度场模拟。在轧制模拟时采用某1580热轧生产线的边界条件作为参考,得出了ESP无头轧制生产线在粗轧和精轧过程板带的温度变化以及各道次轧制力的变化情况,并通过多组不同精轧温度模拟的对比,得出了ESP无头轧制生产线精轧部分的温度以及轧制力变化的规律,为工艺改进提供数据支撑。再次,对ESP无头轧制生产线的轧制工艺进行优化。在ESP生产线的粗轧部分采用差温轧制的方法,通过在入口处增设快速冷却装置用于控制连铸坯的心表温差,使连铸坯表面形成冷壳,通过在轧制时心部优先变形,达到提高中间坯组织均匀性的目的;在中间段将传统保温罩用带感应加热的保温装置进行替换,在粗轧后中间坯存在心表温差的情况下进行加热,降低加热能耗;精轧前,在轧机能力允许的范围内降低精轧入口温度,一方面可以降低中间段的加热能耗,另一方面可以提高最终产品的质量。最后,对ESP无头轧制生产线精轧机组以及整条生产线进行改进。先对4机架精轧的可行性进行论证,得到在4机架精轧时板带的温度以及轧制力变化情况;随后通过引入ESP无头轧制生产线精轧机组的在线换辊技术,结合粗轧段的差温轧制工艺,对ESP无头轧制生产线提出了3机架粗轧加4机架精轧和3机架粗轧加5机架精轧两种不同轧机布置形式的生产线改进方案,并对改进后两种不同轧机布置形式的生产线的生产定位以及优劣性作了分析总结。