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控制冷却是线材生产工艺系统的核心，线材所要求的组织结构和力学性能主要是通过控制冷却来获得的。自1950年代末，线材控制冷却技术Loopro法的发明，为人们对高碳钢线材的金相组织、力学性能的进一步研究奠定了基础。生产实践表明，通过控制高碳钢的终轧温度和冷却速度，可得到理想的金相组织和力学性能。随着线材轧制速度的提高，控轧控冷已成为线材生产的重要组成部分。线材轧后控制冷却的目的在于得到所需要的组织及性能，并尽量减少氧化铁皮的生成量。旧式轧机由于产品终轧温度不高，盘重小，盘卷一般采用自然冷却，对性能影响不大。而现代高速线材轧机的盘重已经大大增加，如果采用成卷自然冷却的方法，冷却速度慢，高温停留时间长，晶粒极易粗大，造成产品质量恶化，所以高速线材轧后必须采用快速冷却。1970年代以来，控轧控冷在线材生产领域得到广泛应用和不断的发展，各种新的线材控轧控冷方法不断出现。到目前为止，已投入应用的线材控冷工艺装置至少有十几种，按工艺布置及设备特点可以归纳为以下两种类型：
（1）水冷加运输机散卷风冷(或空冷)模式，较典型的有美国的斯太尔摩Stelmor冷却工艺、英国的阿希洛冷却工艺、德国的施罗曼冷却工艺及意大利的达涅利冷却工艺等。
（2）水冷后介质冷却或其它布圈方式冷却，如ED法、EDC法沸水冷却、流态床冷却、DP法竖井冷却及间歇多段穿水冷却等。
其中斯太尔摩控制冷却工艺己成为目前应用最普遍、发展最成熟、使用最为稳妥可靠的一种控制冷却工艺，由加拿大斯太尔柯钢铁公司和美国摩根公司于1964年联合提出。自Stelmor控制冷却工艺出现后，线材生产进入了一个新阶段，高速线材轧制与轧后散圈控制冷却两项新技术和新设备的匹配代表了整个高速线材轧制的新发展。现在各种不同的控制冷却方法象雨后春笋不断涌现，大多数的线材控制冷却方法是将水冷、自然空冷、强制风冷、气雾冷却、保温冷却等结合起来，代替过去轧后的若干热处理工序，如铅浴淬火、正火、固溶退火等。目前国内外的主要线材生产厂均采用了斯太尔摩控制冷却工艺。据报道目前世界上约有200多条Stelmor冷却线在使用。尽管世界上高速线材轧机和控制冷却系统有许多类型，但摩根45°无扭精轧机组和斯太尔控制冷却系统占有优势，以此为标志的新型高速线材轧机的出现是线材发展史上的一个重大突破。
Stelmor控冷工艺特点是使轧后的线材经两种不同的冷却介质进行两次冷却，即一次水冷，二次风冷。重点是在风冷段实现对冷却速度的控制。在水冷段可通过调节水量和水压的大小来控制冷却速度，在风冷段靠改变辊道速度和改变风量来控制冷却速度。Stelmor控制冷却法有三种形式，即标准型冷却，缓慢型冷却和延迟型冷却，三种形式的主要区别是最低冷却速度不同。
1) 标准型Stelmor冷却法
这种控冷工艺是：线材从精轧机出来后，首先进入水冷导管通水快速冷却，根据不同的钢种和用途将线材冷却到接近相变开始温度(750～900℃)，冷却后的线材经吐丝机成圈散布在辊道上，盘卷在运输过程中由布置在辊道下的风机吹风进行冷却。辊道速度为0.25~1.30m/s，冷却速度为4~10℃/s。斯太尔摩控制冷却的冷却速度是可调的，用改变辊道的速度(即改变线圈的重叠密度)和改变通风量来控制冷却速度。标准型斯太尔摩冷却法主要适用于高碳线材的冷却。
2) 缓慢型Stelmor冷却法
缓慢型冷却是为了满足标准型冷却无法满足的低碳钢和合金钢之类的低冷速度要求而设计的。它与标准型的不同之处是在运输机的前部加了可移动的带有加热烧嘴的保温炉罩，运输辊道速度可调得更低。因为用烧嘴加热和采用慢速运输机可使冷却速度非常慢，故称缓慢型。其运输机速度为0.05~1.30m/s，冷却速度为0.25~10℃/s。缓慢型Stelmor冷却法主要适用于处理低碳钢、低碳合金钢及合金钢之类的线材。
3) 延迟型Stelmor冷却法
它是在标准型的基础上，结合缓慢型冷却的工艺特点加以改进而成。它在运输辊道的两侧装有隔热的保温层侧墙，并在保温墙的上方装有可灵活开闭的保温罩盖，当保温罩盖打开时，可进行标准型冷却，若关闭保温罩盖，降低运输机速度，又能达到缓慢型冷却效果，它比缓慢型冷却法简单而经济。由于它在设备结构上不同于缓慢型冷却效果，但又能减慢冷却速度，故称其为延迟型冷却。它的辊道速度为0.05~1.30m/s，冷却速度为1~10℃/s。延迟型Stelmor冷却法主要适用于处理各类碳钢、低合金钢及某些合金钢。近十几年来所建的斯太尔摩控冷线大多采用延迟型。
风冷段线材的控制冷却一般分为3个阶段：即相变前阶段、相变阶段、相变后阶段。第1阶段控制冷却的目的是控制变形奥氏体的组织状态，阻止碳化物析出，降低相变温度，为相变作组织上的准备。第2阶段控制冷却的目的是控制相变时的冷却速率和相变终止温度，即控制相变过程，以保证钢材得到所需组织与力学性能。第3阶段控制冷却的目的是将快冷时来不及析出的过饱和碳化物继续弥散析出。相变完成后如仍采用快冷工艺，可以阻止碳化物的析出，一定程度上保持碳原子的固溶状态，达到固溶强化的目的，但这种固溶强化往往会降低深加工后线材制品的疲劳强度，因此需要根据线材制品的不同用途调整冷却工艺，或通过调整化学成分（如适当增加Si含量）的方法来达到提高疲劳强度的目的。风冷线主要通过风机风量及风机布置来进行温度控制。最近几年所建的高线风冷段风机风量比前几年的增大了许多，主要目的是为生产高碳钢线材时提高冷却速率增加索氏体化率。
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