近年来，带钢热连轧微观组织变化的计算机模拟和微观组织与机械性能之间的关系已成为目前钢铁研究领域的热点之一，但是目前的研究更多的是针对普通C-Mn钢，而对微合金钢特别是微合金高强度低合金钢研究相对较少。本文结合含铌钢热连轧的生产实践，在热模拟压缩实验的基础上，不但给出了工艺参数和组织演变之间的定性分析，而且给出了一套新的奥氏体热变形后组织演变物理冶金数学模型。并在所建立的模型的基础上，进一步考虑了工艺优化问题。 在现场实测数据的基础上，我们在THERMECMASTOR-Z热模拟机上进行了4组实验，分别是铸坯加热实验、板坯单道次压缩实验，双道次压缩实验和多道次压缩实验。加热实验的目的是为了确定变形前奥氏体晶粒尺寸；单道次实验的目的是为了研究动态再结晶及变形过程中发生的软化机理；双道次压缩实验的作用是为了研究静态再结晶及发生在道次间隙时间内的软化机理；而多道次模拟实验则是为了模拟精轧机架未再结晶区的变形与软化机理以及对奥氏体状态的影响。实验结果与数学模型预测结果符合程度较好。另外，在数学模型的基础上，通过调整工艺参数对加热和轧制过程进行了优化。