近年来，随着热轧带钢生产行业竞争的加剧和自动控制技术的进步，人们对热轧带钢的板形质量提出了更苛刻的要求。中宽带钢热连轧机是目前国内用于热轧带钢生产的主要轧机品种之一，与其相关的板形控制理论研究受到众多轧钢学者的重视，而辊型优化设计作为中宽带钢热连轧机的主要板形控制手段之一，在近年来更是受到了空前关注。本文以中宽带钢热连轧机的辊型优化设计为研究课题，对辊型优化设计在改善热轧带钢的断面和板形质量以及提高支承辊的使用寿命等方面进行了研究和分析。首先，分析了热连轧机工作辊的热变形对热轧带钢断面形状的影响，并利用有限差分法对工作辊的热变形进行了模拟计算和研究分析，寻找出轧制过程中影响工作辊热变形的主要因素，为辊型优化设计中工作辊的热凸度预报计算奠定基础。其次，介绍了热连轧机辊型优化设计的基本原理，并以某厂850mm热连轧机为例，根据热轧带钢轧制工艺及设备的特点，对工作辊采取余弦函数辊型，支承辊辊端采取幂函数辊型，分别以获取良好板形和均匀辊间接触压力分布为优化目标，对中宽带钢热连轧机的辊型优化设计理论进行了实例分析和优化运算。在计算出850mm热连轧机的优化辊型之后，对其作用效果进行模拟计算，并根据计算结果分析了辊型优化设计在改善板形及均匀辊间接触压力分布等方面的理论作用效果。最后，为验证辊型优化设计的实际应用效果，将优化设计的辊型投入生产线中进行了3次工业实验，并对热轧带钢进行冷轧跟踪记录。实验结果表明，在配合弯辊控制的情况下，通过辊型优化设计手段能够有效地改善热轧带钢断面质量，解决了冷轧钢卷边部起鼓的问题，同时也消除了支承辊端部疲劳剥落的现象。