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现代油气输送管道主要以大管径、高压富气输送为特征，对管线钢的强度和韧性提出了更高的要求。论文结合工程实际需求，围绕导致钢材强度和韧性不佳的相关科学问题，采用理论与实验相结合的研究方法，针对管线钢材层冷控制冷却工艺方案进行系统研究，重点解决冷却工艺路线设计和层冷设备的配置两个关键工艺问题，并将相关研究成果应用到二重公司工程实践中。具体研究内容如下: 论文首先对X70管线钢的力学性能与金相组织的关系进行了研究，建立X70管线钢的最佳金相组织组成。在此基础上，研究了获得最佳金相组织的工艺方案，确定重点解决冷却工艺路线和层冷设备的配置两个关键工艺问题。其中，针对X70管线钢成品的冷却要求，给出了开冷温度、终冷温度和冷却速度等关键参数的冷却工艺路线方案;针对18mm厚度的X70管线钢成品的轧制要求，给出了常规型层冷设备、加密与常规型组合型层冷设备等两种配置方案。 其次，论文采用实验的手段，测绘了X70管线钢的CCT曲线，指导冷却工艺路线的制定，并对给出的冷却工艺路线方案进行了实验验证。 第三，依据基础传热学理论、层流冷却模型、有限元分析法和实测的X70管线钢的热物理性能参数，论文对常规型层冷设备、加密与常规型组合型层冷设备等两种配置方案的冷却能力进行了计算分析，选择出合理的设备选型及配置方案。 最后，论文结合前面研究结果，开发了一套层冷工艺计算软件—“热轧板带冷却模拟平台”，可对各种选型配置的层冷设备进行离线计算，为层冷设备的最优化选择及配置提供依据。 论文相关研究成果已应用于唐山东海1580热连轧等多个项目，并取得了一定的经济效益。