被譽為“工業的血管”支撐國家經濟建設不可替代的高安全性基礎原材料。常規熱軋q345c方管生產過程中，q345b方管控制冷卻工業化裝備及應用熱軋q345b方管廣泛應用于石油、化工、電力、鍋爐、機械、船舶等領域。管坯成形歷經高溫穿孔、軋制以及定徑等工藝。產品受到圓形中空斷面形狀及生產工藝制約，缺乏有效的組織和性能調控手段，導致其性能提升只能依靠添加合金元素及后續熱處理。因此，產品生產成本高，能源消耗量大，生產周期長，特別是進一步提高強度、韌性以及焊接性能方面極為受限，這些成為制約熱軋q345b方管產品性能全面提升的瓶頸。控軋控冷作為熱軋鋼材在線組織調控的重要手段，廣泛應用于板帶材領域。然而，鋼管環形斷面形狀下的高強度、高均勻性冷卻作為世界性難題，長期以來未得到有效突破，嚴重制約了鋼管在線組織調控技術的開發和應用。東北大學軋制技術及連軋自動化國家重點實驗室面向這一行業共性技術難題，自2006年起投入科研力量開展研究工作。研究人員在重新審視熱軋鋼管在線組織調控關鍵技術與裝備研發難點的基礎上，進一步明確了其關鍵科學問題，為項目開展奠定了理論基礎。首先圍繞鋼管的高強度均勻化冷卻機制，闡明了環形斷面射流沖擊換熱特性，提出非對稱性均勻化冷卻機制，解決了射流沖擊冷卻介質的流體行為、表面熱/流耦合換熱模型、非對稱流場控制等核心技術難題，獲得了鋼管高強度均勻化冷卻控制方法。針對鋼管高溫變形條件，提出了本質細晶理論”結合冷卻路徑控制，達到高溫熱軋鋼材的組織細晶化調控效果。進一步地，2013年與寶鋼合作，產學研協同創新，開展了鋼管在線冷卻工業化技術科研攻關。 歷時近7年，圍繞“鋼管冷卻核心噴環結構”管材控制冷卻工業化技術與裝備”熱軋q345d方管在線控制冷卻自動控制系統”基于在線組織調控的熱軋q345b方管產品和生產工藝技術”高溫奧氏體組織細化+控冷相變協同調控”等方面內容，將系統理論研究、技術開發和應用實踐工作結合，形成了覆蓋熱軋q345b方管在線組織性能調控工藝、控冷裝備、產品技術、自動化控制系統在內的具有完全自主知識產權的成套關鍵技術。研究工作取得了如下創新和技術進展：1針對管材環形斷面特點，提出了高溫鋼管水冷過程非對稱換熱機制。率先開發出具有內外壁快速均勻冷卻和直接淬火功能的熱軋q345b方管在線控制冷卻技術與裝備，于2016年3月25日完成熱負荷試車，并實現了國際上首次工業化穩定應用。滿足了PQF460機組鋼管軋后全長規格（13倍尺，1036m長度）控制冷卻及直接淬火工藝要求。開發的國際首套熱軋鋼管控制冷卻工業化裝備及應用（2建立了熱軋鋼管冷卻過程的內外壁數學模型，構建了基于水流量、冷卻時間、換熱強度的均勻化冷卻熱交換評價方法。開發出基于全流程工業數據的熱軋鋼管冷卻動態自適應算法、冷卻水介質壓力與流量無級可調的高精度控制技術，以及管材柔性化的冷卻路徑和多流程工藝控制策略。
