本文以烟台宝钢钢管有限公司PQF460热轧无缝钢管在线控制冷却技术及自动化系统开发为背景,针对定径后新增控冷装备的自动化控制系统开展研究工作。基于轧线新增的在线控制冷却装备,对其基础自动化主要工艺功能控制方法、钢管冷却过程的换热系数、温度场特点以及冷却策略等进行了较为系统的研究和分析,将相关研究成果应用于生产实践,取得了较好的应用效果。本文主要研究内容和成果如下:（1）基于烟宝PQF460热轧无缝钢管在线冷却设备,根据控制冷却工艺要求,开发出热轧无缝钢管位置跟踪控制方法,实现了最快42秒生产节奏要求的位置准确跟踪控制,实际应用表明,每秒位置跟踪误差小于0.2m;在此基础上,现场实践证明,开发的在线控制冷却基础自动化控制系统运行稳定,满足产线快节奏生产的控制要求。（2）依据传热学理论,建立了钢管在线冷却过程的热传导微分方程。结合烟宝PQF460热轧无缝管生产线实测数据,结合有限元数值模拟分析,获得了钢管在冷却过程中的平均换热系数。计算结果表明:钢管控制冷却过程中,其外壁平均换热系数最高可达8000 W/（m2*K）;内壁平均换热系数波动较小,在100-300 W/（m2*K）之间。（3）结合获得的热轧无缝钢管在线冷却过程的换热系数,利用有限元模拟,分析了冷却过程中钢管厚度方向上的温度分布规律。分析表明:钢管壁厚在15mm以下时,钢管厚度方向温度梯度不大;壁厚在20mm以上时,钢管厚度方向已表现出较大的温度梯度。因此,钢管控制冷却过程中厚度方向上的冷却均匀性是热轧无缝钢管在线冷却路径控制需要考虑的重要因素。（4）制定合理的控制冷却策略,实现不同厚度规格热轧无缝钢管的均匀化控制冷却,是产品组织性能调控的内在要求。为此,结合不同的冷却路径条件下的钢管厚度方向的温度梯度分析,开发出热轧无缝钢管的三种冷却控制策略:连续冷却方法、稀疏冷却及间歇冷却方法,满足了外径200～457mm范围内,最厚60mm的钢管控制冷却需求。（5）将上述研究成果应用于实际生产,取得了良好的应用效果。生产实践表明,开发的热轧无缝钢管在线控制系统运行稳顺,钢管冷后温度控制精度为±20℃,满足多规格产品的控温需求,冷后产品满足相关性能指标要求。热轧无缝钢管控制冷却成套装备与工艺技术投入使用以来,在产品组织调控、改善产品综合力学性能,工艺减量化方面成效显著。