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銹(xiu)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(yu)(yu)在(zai)線(xian)控(kong)制冷(leng)卻(que)工(gong)(gong)藝實現對(dui)無(wu)縫(feng)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)熱(re)(re)軋(ya)(ya)(ya)成(cheng)(cheng)型后冷(leng)卻(que)路徑的控(kong)制，進而通(tong)過(guo)相(xiang)變(bian)行為調(diao)控(kong)改變(bian)組織(zhi)構成(cheng)(cheng)及亞結構特征。從本(ben)質上來(lai)說，在(zai)線(xian)控(kong)制冷(leng)卻(que)是(shi)通(tong)過(guo)對(dui)鋼(gang)中(zhong)相(xiang)及其形態、尺度(du)的控(kong)制，以達到細晶強(qiang)化(hua)、析(xi)出強(qiang)化(hua)、位(wei)錯(cuo)強(qiang)化(hua)、相(xiang)變(bian)強(qiang)化(hua)等強(qiang)化(hua)機制效果，提(ti)高(gao)(gao)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)的綜合力學性(xing)能。基于(yu)(yu)控(kong)制冷(leng)卻(que)靈活的工(gong)(gong)藝路徑控(kong)制，針對(dui)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)“成(cheng)(cheng)分(fen)高(gao)(gao)＋無(wu)控(kong)軋(ya)(ya)(ya)”特點(dian)，開發出了適于(yu)(yu)熱(re)(re)軋(ya)(ya)(ya)無(wu)縫(feng)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)的TMCP-F／B／M工(gong)(gong)藝技術，通(tong)過(guo)快速冷(leng)卻(que)實現對(dui)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)軋(ya)(ya)(ya)后相(xiang)變(bian)組織(zhi)的調(diao)控(kong)，見(jian)（圖6-65），充分(fen)發揮“水是(shi)最廉價的合金(jin)元素”的理念，突(tu)破目前熱(re)(re)軋(ya)(ya)(ya)無(wu)縫(feng)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)產品工(gong)(gong)藝開發局限(xian)，挖掘鋼(gang)鐵材料潛(qian)能，為開發低成(cheng)(cheng)本(ben)、高(gao)(gao)性(xing)能、高(gao)(gao)附加值管(guan)(guan)(guan)(guan)材產品提(ti)供工(gong)(gong)藝平臺。同時，還(huan)可針對(dui)熱(re)(re)軋(ya)(ya)(ya)無(wu)縫(feng)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)品種及規格多樣化(hua)特點(dian)，開發出適于(yu)(yu)不(bu)同工(gong)(gong)藝的高(gao)(gao)強(qiang)度(du)均勻化(hua)控(kong)制冷(leng)卻(que)策略。
1. 熱軋無縫鋼管TMCP-F工藝
針對鐵素(su)體(ti)-珠光(guang)體(ti)型無(wu)縫鋼(gang)管(guan)，利用TMCP-F工藝，即控(kong)制冷(leng)卻(que)終止(zhi)溫度在(zai)鐵素(su)體(ti)相(xiang)變(bian)區，進(jin)而獲得細化(hua)的鐵素(su)體(ti)、珠光(guang)體(ti)組織，實現熱軋顯微組織的在(zai)線(xian)調控(kong)，改善(shan)組織結構，大幅(fu)提升(sheng)其軋態性(xing)能。典(dian)型控(kong)制冷(leng)卻(que)溫度曲線(xian)如圖6-66所示。
2. 熱軋無縫鋼管TMCP-B工藝
將(jiang)控(kong)制冷卻終冷溫度(du)(du)降至貝(bei)氏體(ti)轉變(bian)溫度(du)(du)區間，即TMCP-B工(gong)藝路徑，可以獲得貝(bei)氏體(ti)組織類型的高強度(du)(du)無縫(feng)鋼管。將(jiang)貝(bei)氏體(ti)引入(ru)熱軋無縫(feng)鋼管組織調控(kong)中(zhong)，充分(fen)發揮(hui)相變(bian)強化(hua)作用，可實現以較低合金(jin)成分(fen)生產高鋼級產品，或一鋼多級的減量化(hua)工(gong)藝。
3. 熱軋無縫鋼管TMCP-M工藝
將(jiang)終冷溫度(du)降(jiang)至馬氏體相變區間的(de)TMCP-M工(gong)藝(yi)，即控制冷卻的(de)極限冷卻直接淬火(huo)(huo)（DQ）工(gong)藝(yi)。直接淬火(huo)(huo)后的(de)管形如(ru)圖(tu)6-67所示。直接淬火(huo)(huo)后配以(yi)適當(dang)的(de)回(hui)火(huo)(huo)熱(re)處(chu)理即DQ-T，可以(yi)代替離線(xian)調質(zhi)熱(re)處(chu)理，省(sheng)卻再(zai)加熱(re)淬火(huo)(huo)過(guo)程，不僅提(ti)高了生(sheng)產(chan)(chan)效率(lv)，還顯著降(jiang)低了能(neng)耗，同時還可提(ti)高材(cai)料的(de)強(qiang)韌(ren)性能(neng)，為(wei)更高強(qiang)度(du)級(ji)別熱(re)軋無縫鋼管的(de)生(sheng)產(chan)(chan)提(ti)供了工(gong)藝(yi)手段(duan)。
熱軋(ya)(ya)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)控制(zhi)冷(leng)(leng)卻工(gong)(gong)藝(yi)(yi)技(ji)術(shu)(shu)(shu)自投入(ru)使用(yong)(yong)以來(lai)，顯示(shi)出良好的(de)應用(yong)(yong)效(xiao)果，冷(leng)(leng)卻后溫度控制(zhi)精度高，冷(leng)(leng)卻均勻(yun)，冷(leng)(leng)卻后鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)管(guan)(guan)形良好；產(chan)(chan)品性能(neng)提升明顯，有效(xiao)解決了中厚(hou)規(gui)格結構管(guan)(guan)軋(ya)(ya)態性能(neng)較低，需(xu)要依(yi)賴離線熱處理的(de)問(wen)題(ti)，實(shi)現了工(gong)(gong)藝(yi)(yi)減量(liang)化(hua)(hua)(hua)生(sheng)產(chan)(chan)；利用(yong)(yong)直接淬(cui)火功能(neng)實(shi)現了相關(guan)產(chan)(chan)品的(de)在線組織(zhi)調控及直接淬(cui)火，顯著縮短工(gong)(gong)藝(yi)(yi)流程。該技(ji)術(shu)(shu)(shu)的(de)研發成(cheng)功，已成(cheng)為(wei)無縫鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)產(chan)(chan)品在線組織(zhi)性能(neng)調控的(de)平臺性技(ji)術(shu)(shu)(shu)手段(duan)，為(wei)成(cheng)分節約型、工(gong)(gong)藝(yi)(yi)減量(liang)化(hua)(hua)(hua)的(de)熱軋(ya)(ya)無縫鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)，以及更高品質(zhi)要求的(de)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)產(chan)(chan)品，在組織(zhi)性能(neng)調控及高效(xiao)生(sheng)產(chan)(chan)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)的(de)開發方(fang)面提供關(guan)鍵(jian)技(ji)術(shu)(shu)(shu)手段(duan)及生(sheng)產(chan)(chan)支撐，對(dui)我(wo)國(guo)(guo)(guo)實(shi)現熱軋(ya)(ya)無縫鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)短流程綠色化(hua)(hua)(hua)制(zhi)造工(gong)(gong)藝(yi)(yi)具(ju)有重要意(yi)義。該項(xiang)技(ji)術(shu)(shu)(shu)填補(bu)了國(guo)(guo)(guo)際空白(bai)，也使得我(wo)國(guo)(guo)(guo)成(cheng)為(wei)在熱軋(ya)(ya)無縫鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)領域(yu)首個(ge)掌握(wo)該項(xiang)技(ji)術(shu)(shu)(shu)并實(shi)現工(gong)(gong)業(ye)化(hua)(hua)(hua)應用(yong)(yong)的(de)國(guo)(guo)(guo)家(jia)。2018年，該技(ji)術(shu)(shu)(shu)入(ru)圍世界鋼(gang)(gang)協第9屆“Steelie”年度創(chuang)新獎(jiang)。同時(shi)，該技(ji)術(shu)(shu)(shu)的(de)研發成(cheng)功也被我(wo)國(guo)(guo)(guo)鋼(gang)(gang)鐵行業(ye)重要知名媒體《世界金(jin)屬導報》評選為(wei)2018年世界鋼(gang)(gang)鐵工(gong)(gong)業(ye)十大技(ji)術(shu)(shu)(shu)要聞(wen)，并位列首位。
