在熱軋不銹鋼管(guan)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。
基于在線控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)冷(leng)卻(que)(que)工藝(yi)實現對(dui)無(wu)(wu)縫(feng)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)熱軋(ya)成(cheng)型后(hou)冷(leng)卻(que)(que)路(lu)(lu)徑(jing)的(de)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)，進而(er)通過相(xiang)變(bian)行為(wei)調控(kong)(kong)改(gai)變(bian)組織(zhi)構(gou)成(cheng)及(ji)亞結構(gou)特征。從本(ben)質上來(lai)說，在線控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)冷(leng)卻(que)(que)是(shi)通過對(dui)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中相(xiang)及(ji)其形態、尺度的(de)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)，以達到細晶強(qiang)化(hua)(hua)、析出(chu)強(qiang)化(hua)(hua)、位錯強(qiang)化(hua)(hua)、相(xiang)變(bian)強(qiang)化(hua)(hua)等(deng)強(qiang)化(hua)(hua)機制(zhi)(zhi)效果，提高鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)的(de)綜合(he)力(li)學性能。基于控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)冷(leng)卻(que)(que)靈(ling)活的(de)工藝(yi)路(lu)(lu)徑(jing)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)，針(zhen)對(dui)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)“成(cheng)分高＋無(wu)(wu)控(kong)(kong)軋(ya)”特點，開(kai)發(fa)出(chu)了適(shi)(shi)于熱軋(ya)無(wu)(wu)縫(feng)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)的(de)TMCP-F／B／M工藝(yi)技術(shu)，通過快速冷(leng)卻(que)(que)實現對(dui)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)軋(ya)后(hou)相(xiang)變(bian)組織(zhi)的(de)調控(kong)(kong)，見(jian)（圖6-65），充分發(fa)揮“水是(shi)最廉價的(de)合(he)金元素”的(de)理念，突破(po)目(mu)前熱軋(ya)無(wu)(wu)縫(feng)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)產(chan)品(pin)(pin)工藝(yi)開(kai)發(fa)局(ju)限(xian)，挖掘鋼(gang)(gang)(gang)(gang)鐵材料(liao)潛能，為(wei)開(kai)發(fa)低成(cheng)本(ben)、高性能、高附(fu)加(jia)值管(guan)材產(chan)品(pin)(pin)提供工藝(yi)平臺。同時(shi)，還可針(zhen)對(dui)熱軋(ya)無(wu)(wu)縫(feng)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)品(pin)(pin)種及(ji)規格(ge)多(duo)樣化(hua)(hua)特點，開(kai)發(fa)出(chu)適(shi)(shi)于不(bu)同工藝(yi)的(de)高強(qiang)度均勻(yun)化(hua)(hua)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)冷(leng)卻(que)(que)策略(lve)。
1. 熱軋無縫鋼管TMCP-F工藝
針(zhen)對(dui)鐵(tie)素體(ti)-珠光(guang)體(ti)型(xing)無縫(feng)鋼管，利用TMCP-F工藝，即控制冷卻終止溫(wen)度在鐵(tie)素體(ti)相變區(qu)，進而獲得細(xi)化的鐵(tie)素體(ti)、珠光(guang)體(ti)組(zu)(zu)織(zhi)，實現熱軋顯微組(zu)(zu)織(zhi)的在線調(diao)控，改善組(zu)(zu)織(zhi)結構，大幅提升其(qi)軋態性能(neng)。典型(xing)控制冷卻溫(wen)度曲(qu)線如圖6-66所示。
2. 熱軋無縫鋼管(guan)TMCP-B工(gong)藝(yi)
將控制冷卻終冷溫度(du)降(jiang)至(zhi)貝氏(shi)體(ti)(ti)轉變溫度(du)區(qu)間，即(ji)TMCP-B工(gong)藝路徑(jing)，可(ke)以(yi)(yi)獲得貝氏(shi)體(ti)(ti)組(zu)織類(lei)型(xing)的(de)高強度(du)無(wu)縫鋼(gang)管。將貝氏(shi)體(ti)(ti)引(yin)入熱(re)軋無(wu)縫鋼(gang)管組(zu)織調控中，充分發揮相變強化作用，可(ke)實現(xian)以(yi)(yi)較低合金成分生產(chan)高鋼(gang)級產(chan)品，或一鋼(gang)多(duo)級的(de)減量(liang)化工(gong)藝。
3. 熱軋無縫鋼管(guan)TMCP-M工藝
將終冷溫度降至(zhi)馬(ma)氏體相(xiang)變區間的(de)(de)TMCP-M工藝，即(ji)控制(zhi)冷卻的(de)(de)極限冷卻直(zhi)接(jie)淬(cui)火(huo)（DQ）工藝。直(zhi)接(jie)淬(cui)火(huo)后的(de)(de)管形如圖6-67所示。直(zhi)接(jie)淬(cui)火(huo)后配(pei)以適當的(de)(de)回火(huo)熱(re)(re)(re)處理即(ji)DQ-T，可以代替離線調(diao)質熱(re)(re)(re)處理，省卻再(zai)加熱(re)(re)(re)淬(cui)火(huo)過程(cheng)，不僅提(ti)高了(le)生產效率，還顯著降低了(le)能耗，同時還可提(ti)高材料的(de)(de)強(qiang)韌性能，為更高強(qiang)度級(ji)別(bie)熱(re)(re)(re)軋無縫鋼管的(de)(de)生產提(ti)供了(le)工藝手段。
熱(re)(re)軋(ya)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)控(kong)(kong)制(zhi)冷卻(que)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)技(ji)(ji)術(shu)自投入使(shi)用(yong)以(yi)來，顯(xian)示出良好的(de)應(ying)用(yong)效果，冷卻(que)后(hou)(hou)溫度控(kong)(kong)制(zhi)精度高，冷卻(que)均勻，冷卻(que)后(hou)(hou)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)管(guan)(guan)形(xing)良好；產(chan)(chan)品(pin)(pin)性(xing)能(neng)提升明顯(xian)，有(you)效解(jie)決了(le)中厚規格結構管(guan)(guan)軋(ya)態性(xing)能(neng)較低，需要(yao)(yao)依(yi)賴離線熱(re)(re)處理的(de)問題(ti)，實(shi)現(xian)了(le)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)減量化(hua)生產(chan)(chan)；利(li)用(yong)直(zhi)接(jie)淬(cui)火功能(neng)實(shi)現(xian)了(le)相關產(chan)(chan)品(pin)(pin)的(de)在(zai)線組(zu)織(zhi)(zhi)調控(kong)(kong)及直(zhi)接(jie)淬(cui)火，顯(xian)著縮短工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)流程(cheng)。該(gai)(gai)(gai)(gai)技(ji)(ji)術(shu)的(de)研(yan)發(fa)成(cheng)(cheng)功，已(yi)成(cheng)(cheng)為(wei)(wei)無縫(feng)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)產(chan)(chan)品(pin)(pin)在(zai)線組(zu)織(zhi)(zhi)性(xing)能(neng)調控(kong)(kong)的(de)平臺性(xing)技(ji)(ji)術(shu)手(shou)段，為(wei)(wei)成(cheng)(cheng)分節約型、工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)減量化(hua)的(de)熱(re)(re)軋(ya)無縫(feng)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)，以(yi)及更高品(pin)(pin)質要(yao)(yao)求(qiu)的(de)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)產(chan)(chan)品(pin)(pin)，在(zai)組(zu)織(zhi)(zhi)性(xing)能(neng)調控(kong)(kong)及高效生產(chan)(chan)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)的(de)開發(fa)方面提供關鍵技(ji)(ji)術(shu)手(shou)段及生產(chan)(chan)支撐，對我國實(shi)現(xian)熱(re)(re)軋(ya)無縫(feng)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)短流程(cheng)綠色化(hua)制(zhi)造工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)具有(you)重要(yao)(yao)意義。該(gai)(gai)(gai)(gai)項技(ji)(ji)術(shu)填補了(le)國際空(kong)白，也(ye)使(shi)得(de)我國成(cheng)(cheng)為(wei)(wei)在(zai)熱(re)(re)軋(ya)無縫(feng)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)領域首個掌握該(gai)(gai)(gai)(gai)項技(ji)(ji)術(shu)并實(shi)現(xian)工(gong)(gong)(gong)(gong)業化(hua)應(ying)用(yong)的(de)國家。2018年(nian)，該(gai)(gai)(gai)(gai)技(ji)(ji)術(shu)入圍世(shi)界鋼(gang)(gang)(gang)協(xie)第9屆“Steelie”年(nian)度創新獎。同時，該(gai)(gai)(gai)(gai)技(ji)(ji)術(shu)的(de)研(yan)發(fa)成(cheng)(cheng)功也(ye)被(bei)我國鋼(gang)(gang)(gang)鐵(tie)行(xing)業重要(yao)(yao)知名(ming)媒體《世(shi)界金屬(shu)導報》評選(xuan)為(wei)(wei)2018年(nian)世(shi)界鋼(gang)(gang)(gang)鐵(tie)工(gong)(gong)(gong)(gong)業十(shi)大技(ji)(ji)術(shu)要(yao)(yao)聞，并位列首位。
