层流冷却模型是进行热轧控冷的核心和关键。层流冷却控冷的目的是细化晶粒从而改善性能，而提高控冷效果的前提是建立精确的温度场模型;换热系数作为模型边界条件的关键参数，其准确性是保证模型精度的基础。本文在建立温度场模型的基础上，采用实验测温的方法对换热系数进行求解，得出换热系数公式，应用于层流冷却模型中，并验证模型精度。　　本文的主要研究内容如下:　　(1)建立中厚板过程模型。针对上下表面的冷却差异，提出基于整体厚度方向上的传热模型，根据空冷和水冷条件下不同的边界条件，采用不同换热系数模型，结合初始条件利用有限差分法进行数值求解，得到最终矩阵，按照时间顺序完成对厚度方向的温度场模拟。　　(2)基于改进粒子群算法的换热系数求解。换热系数是影响温度场模型准确性的关键。通过数值实验测试，改进的粒子群算法在精度和稳定性上均优于共轭梯度法和GA算法。因此，本文采用改进的粒子群算法对换热系数模型中各参数进行辨识。　　(3)设计并进行温度测试实验。包括实验平台的搭建，通过COMSOL软件仿真模拟温度场分布确定测温孔径和深度，与原温度场误差≤0.1％，并进行初步实验。根据初次实验存在的问题改进钢坯加工试样，增加保温挡水措施，改变实验条件采集不同工况下的测温点数据，并对热电偶及采集系统进行误差校准，最大误差为1.1℃。　　(4)温度场模型准确性验证及参数优化。针对轧后控冷过程的空冷-水冷-返红三个阶段分别求解上下表面换热系数模型，代入温度场模型比较测点计算结果与实测值误差，空冷偏差≤2.4℃，水冷偏差≤7.7℃，返红偏差≤8.5℃，均优于基于经验公式得到的误差数据，根据静态温度场计算结果模拟钢坯动态五次通过的温降过程，分析辊速对钢坯温度场的影响。　　将上述温度场模型及反算得到的换热系数结合实验进行计算分析，91.7％以上测试点误差在8.0℃之内，取得较好精度效果，模型有效。