被誉为“工业的血管”支撑国家经济建设不可替代的高安全性基础原材料。常规热轧q345c方管生产过程中，q345b方管控制冷却工业化装备及应用热轧q345b方管广泛应用于石油、化工、电力、锅炉、机械、船舶等领域。管坯成形历经高温穿孔、轧制以及定径等工艺。产品受到圆形中空断面形状及生产工艺制约，缺乏有效的组织和性能调控手段，导致其性能提升只能依靠添加合金元素及后续热处理。因此，产品生产成本高，能源消耗量大，生产周期长，特别是进一步提高强度、韧性以及焊接性能方面极为受限，这些成为制约热轧q345b方管产品性能全面提升的瓶颈。控轧控冷作为热轧钢材在线组织调控的重要手段，广泛应用于板带材领域。然而，钢管环形断面形状下的高强度、高均匀性冷却作为世界性难题，长期以来未得到有效突破，严重制约了钢管在线组织调控技术的开发和应用。东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室面向这一行业共性技术难题，自2006年起投入科研力量开展研究工作。研究人员在重新审视热轧钢管在线组织调控关键技术与装备研发难点的基础上，进一步明确了其关键科学问题，为项目开展奠定了理论基础。首先围绕钢管的高强度均匀化冷却机制，阐明了环形断面射流冲击换热特性，提出非对称性均匀化冷却机制，解决了射流冲击冷却介质的流体行为、表面热/流耦合换热模型、非对称流场控制等核心技术难题，获得了钢管高强度均匀化冷却控制方法。针对钢管高温变形条件，提出了本质细晶理论”结合冷却路径控制，达到高温热轧钢材的组织细晶化调控效果。进一步地，2013年与宝钢合作，产学研协同创新，开展了钢管在线冷却工业化技术科研攻关。 历时近7年，围绕“钢管冷却核心喷环结构”管材控制冷却工业化技术与装备”热轧q345d方管在线控制冷却自动控制系统”基于在线组织调控的热轧q345b方管产品和生产工艺技术”高温奥氏体组织细化+控冷相变协同调控”等方面内容，将系统理论研究、技术开发和应用实践工作结合，形成了覆盖热轧q345b方管在线组织性能调控工艺、控冷装备、产品技术、自动化控制系统在内的具有完全自主知识产权的成套关键技术。研究工作取得了如下创新和技术进展：1针对管材环形断面特点，提出了高温钢管水冷过程非对称换热机制。率先开发出具有内外壁快速均匀冷却和直接淬火功能的热轧q345b方管在线控制冷却技术与装备，于2016年3月25日完成热负荷试车，并实现了国际上首次工业化稳定应用。满足了PQF460机组钢管轧后全长规格（13倍尺，1036m长度）控制冷却及直接淬火工艺要求。开发的国际首套热轧钢管控制冷却工业化装备及应用（2建立了热轧钢管冷却过程的内外壁数学模型，构建了基于水流量、冷却时间、换热强度的均匀化冷却热交换评价方法。开发出基于全流程工业数据的热轧钢管冷却动态自适应算法、冷却水介质压力与流量无级可调的高精度控制技术，以及管材柔性化的冷却路径和多流程工艺控制策略。