在熱軋不銹鋼管領域，離線熱處理工藝在線化、充分發揮在線控制冷卻工藝的組織調控作用，早已得到業界的廣泛認可。國內外很多企業從自身產線特點及需求出發，在定減徑設備出口設置了為數很少的簡易冷卻噴水環，以期在不影響鋼管直度的前提下盡量改善性能，但往往溫降能力很小，不能滿足組織調控的工藝要求；或者基于離線淬火設備思路，設置水冷系統，實現淬火，但不能實現在一定溫度點停止冷卻的控制冷卻要求，且受設備長度限制，往往只能實現短尺寸鋼管（單倍尺）的在線淬火。由于熱軋不銹鋼管環形特殊斷面條件下的高強度、高均勻性冷卻控制技術難題長期未得到有效突破，導致了既可在一定溫度點停止冷卻實現精準控溫，又可實現直接淬火的冷卻系統工業化裝備及工藝技術應用幾乎為空白。
東北大學科研團隊針對不(bu)銹鋼管環形斷面特點，深人開展冷卻機理機制研究，獲得了鋼管冷卻過程的高強度均勻化熱交換機制和控制方法。依托此項技術，團隊與寶鋼合作，協同創新，開展熱軋無縫鋼管在線控制冷卻技術工業化應用的科研攻關。2014年，依托寶鋼股份煙臺魯寶PQF460熱軋無縫鋼管生產線，開發出在線控制冷卻中試裝置，并基于萬噸級工業性中試試驗，開展了多輪技術攻關。在此基礎上，于2016年開展實施寶鋼魯寶PQF460無縫鋼管在線冷卻裝備及自動化控制系統開發一期科研項目；2017年繼續開展實施了寶鋼PQF460無縫鋼管在線冷卻裝備及自動化控制系統開發二期科研項目；2018年，兼具控制冷卻和直接淬火功能的我國首臺套熱軋不(bu)銹鋼管工業化在線控制冷卻系統在寶鋼全面建成投產（如圖6-64所示），實現國際首創。
基(ji)于(yu)(yu)在(zai)線控(kong)(kong)制(zhi)冷(leng)卻工(gong)(gong)藝(yi)(yi)實(shi)現對無(wu)(wu)縫(feng)(feng)鋼(gang)管熱(re)軋(ya)(ya)成(cheng)型后(hou)冷(leng)卻路徑的(de)(de)(de)控(kong)(kong)制(zhi)，進而通過相(xiang)(xiang)變(bian)行為調(diao)控(kong)(kong)改變(bian)組織構成(cheng)及亞(ya)結構特征。從本質上來說，在(zai)線控(kong)(kong)制(zhi)冷(leng)卻是(shi)通過對鋼(gang)中相(xiang)(xiang)及其形態、尺度(du)的(de)(de)(de)控(kong)(kong)制(zhi)，以(yi)達(da)到(dao)細晶強(qiang)化(hua)(hua)、析出(chu)強(qiang)化(hua)(hua)、位(wei)錯強(qiang)化(hua)(hua)、相(xiang)(xiang)變(bian)強(qiang)化(hua)(hua)等強(qiang)化(hua)(hua)機(ji)制(zhi)效果(guo)，提(ti)高鋼(gang)管的(de)(de)(de)綜合(he)力學性能。基(ji)于(yu)(yu)控(kong)(kong)制(zhi)冷(leng)卻靈活的(de)(de)(de)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)路徑控(kong)(kong)制(zhi)，針對鋼(gang)管“成(cheng)分高＋無(wu)(wu)控(kong)(kong)軋(ya)(ya)”特點(dian)(dian)，開發出(chu)了適于(yu)(yu)熱(re)軋(ya)(ya)無(wu)(wu)縫(feng)(feng)鋼(gang)管的(de)(de)(de)TMCP-F／B／M工(gong)(gong)藝(yi)(yi)技術，通過快速冷(leng)卻實(shi)現對鋼(gang)管軋(ya)(ya)后(hou)相(xiang)(xiang)變(bian)組織的(de)(de)(de)調(diao)控(kong)(kong)，見（圖6-65），充分發揮(hui)“水是(shi)最廉價的(de)(de)(de)合(he)金元素”的(de)(de)(de)理念，突破目前熱(re)軋(ya)(ya)無(wu)(wu)縫(feng)(feng)鋼(gang)管產(chan)品工(gong)(gong)藝(yi)(yi)開發局限，挖掘鋼(gang)鐵(tie)材料潛(qian)能，為開發低成(cheng)本、高性能、高附加值管材產(chan)品提(ti)供工(gong)(gong)藝(yi)(yi)平臺。同時，還可針對熱(re)軋(ya)(ya)無(wu)(wu)縫(feng)(feng)鋼(gang)管品種及規格多(duo)樣化(hua)(hua)特點(dian)(dian)，開發出(chu)適于(yu)(yu)不(bu)同工(gong)(gong)藝(yi)(yi)的(de)(de)(de)高強(qiang)度(du)均勻(yun)化(hua)(hua)控(kong)(kong)制(zhi)冷(leng)卻策略(lve)。
1. 熱軋無(wu)縫鋼管TMCP-F工藝
針對鐵素體(ti)(ti)-珠光體(ti)(ti)型無(wu)縫鋼(gang)管，利(li)用TMCP-F工藝，即控制(zhi)冷卻終止溫度在鐵素體(ti)(ti)相變區(qu)，進而獲得細(xi)化的(de)鐵素體(ti)(ti)、珠光體(ti)(ti)組(zu)織，實現熱軋顯微組(zu)織的(de)在線調控，改善組(zu)織結構(gou)，大幅提升其軋態(tai)性(xing)能。典型控制(zhi)冷卻溫度曲線如圖(tu)6-66所示(shi)。
2. 熱(re)軋無縫鋼管TMCP-B工藝
將控(kong)制冷卻終冷溫度(du)降至貝氏(shi)體轉變(bian)溫度(du)區間，即TMCP-B工藝(yi)路徑(jing)，可(ke)以獲得貝氏(shi)體組織類(lei)型的高強(qiang)度(du)無(wu)縫(feng)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)。將貝氏(shi)體引入熱軋無(wu)縫(feng)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)組織調控(kong)中，充分(fen)(fen)發揮相變(bian)強(qiang)化(hua)作(zuo)用，可(ke)實(shi)現以較低合金成(cheng)分(fen)(fen)生產(chan)高鋼(gang)(gang)級(ji)產(chan)品，或一(yi)鋼(gang)(gang)多級(ji)的減量化(hua)工藝(yi)。
3. 熱(re)軋無縫鋼管TMCP-M工藝
將終(zhong)冷(leng)溫度降至馬氏(shi)體相變區(qu)間的TMCP-M工(gong)(gong)藝，即(ji)控制(zhi)冷(leng)卻(que)的極限冷(leng)卻(que)直接(jie)淬(cui)火(huo)（DQ）工(gong)(gong)藝。直接(jie)淬(cui)火(huo)后的管形如圖6-67所示。直接(jie)淬(cui)火(huo)后配以適當的回火(huo)熱(re)處理(li)(li)即(ji)DQ-T，可(ke)以代替離線調質(zhi)熱(re)處理(li)(li)，省卻(que)再加(jia)熱(re)淬(cui)火(huo)過(guo)程，不僅提高(gao)了(le)生產(chan)(chan)效率，還顯著(zhu)降低了(le)能(neng)耗，同時還可(ke)提高(gao)材料的強韌性能(neng)，為更高(gao)強度級別熱(re)軋(ya)無縫鋼管的生產(chan)(chan)提供了(le)工(gong)(gong)藝手段。
熱(re)軋(ya)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)控制冷(leng)卻(que)工(gong)藝(yi)(yi)(yi)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)自(zi)投入使用(yong)以來，顯(xian)示出良(liang)好(hao)的(de)(de)(de)(de)應用(yong)效(xiao)果，冷(leng)卻(que)后溫度控制精度高(gao)(gao)，冷(leng)卻(que)均勻(yun)，冷(leng)卻(que)后鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)形良(liang)好(hao)；產(chan)品性能提升明(ming)顯(xian)，有(you)效(xiao)解決了(le)中厚規格結構管(guan)(guan)(guan)軋(ya)態性能較低，需要依(yi)賴離(li)線熱(re)處理的(de)(de)(de)(de)問題，實(shi)現了(le)工(gong)藝(yi)(yi)(yi)減量化生產(chan)；利(li)用(yong)直接淬火功(gong)能實(shi)現了(le)相關產(chan)品的(de)(de)(de)(de)在(zai)線組(zu)織調(diao)控及(ji)(ji)(ji)直接淬火，顯(xian)著縮短工(gong)藝(yi)(yi)(yi)流(liu)程。該(gai)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)研發(fa)成(cheng)(cheng)功(gong)，已成(cheng)(cheng)為(wei)無(wu)縫鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)產(chan)品在(zai)線組(zu)織性能調(diao)控的(de)(de)(de)(de)平臺(tai)性技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)手段(duan)，為(wei)成(cheng)(cheng)分節約型、工(gong)藝(yi)(yi)(yi)減量化的(de)(de)(de)(de)熱(re)軋(ya)無(wu)縫鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)，以及(ji)(ji)(ji)更高(gao)(gao)品質要求的(de)(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)產(chan)品，在(zai)組(zu)織性能調(diao)控及(ji)(ji)(ji)高(gao)(gao)效(xiao)生產(chan)工(gong)藝(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)開發(fa)方面(mian)提供關鍵(jian)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)手段(duan)及(ji)(ji)(ji)生產(chan)支撐，對我國(guo)(guo)(guo)實(shi)現熱(re)軋(ya)無(wu)縫鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)短流(liu)程綠色化制造工(gong)藝(yi)(yi)(yi)具有(you)重(zhong)要意義(yi)。該(gai)項技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)填補了(le)國(guo)(guo)(guo)際(ji)空白，也使得我國(guo)(guo)(guo)成(cheng)(cheng)為(wei)在(zai)熱(re)軋(ya)無(wu)縫鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)領域首(shou)個掌握該(gai)項技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)并實(shi)現工(gong)業化應用(yong)的(de)(de)(de)(de)國(guo)(guo)(guo)家。2018年，該(gai)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)入圍世界鋼(gang)協(xie)第9屆“Steelie”年度創新獎。同時，該(gai)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)研發(fa)成(cheng)(cheng)功(gong)也被(bei)我國(guo)(guo)(guo)鋼(gang)鐵行業重(zhong)要知名媒體《世界金屬導報(bao)》評(ping)選為(wei)2018年世界鋼(gang)鐵工(gong)業十大技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)要聞，并位列首(shou)位。
