在熱軋不銹(xiu)鋼(gang)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(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)于在線控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)冷(leng)卻工(gong)藝(yi)實現對(dui)(dui)無(wu)(wu)縫(feng)鋼(gang)(gang)管(guan)熱(re)軋(ya)成(cheng)型后冷(leng)卻路徑(jing)的(de)(de)(de)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)，進而通(tong)(tong)過相變(bian)行為(wei)調控(kong)(kong)(kong)改變(bian)組(zu)織構成(cheng)及(ji)亞結構特征。從本(ben)質(zhi)上來說(shuo)，在線控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)冷(leng)卻是通(tong)(tong)過對(dui)(dui)鋼(gang)(gang)中相及(ji)其形(xing)態、尺度(du)的(de)(de)(de)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)，以達到細晶強(qiang)化(hua)、析出(chu)強(qiang)化(hua)、位錯強(qiang)化(hua)、相變(bian)強(qiang)化(hua)等強(qiang)化(hua)機(ji)制(zhi)(zhi)效果，提高(gao)(gao)鋼(gang)(gang)管(guan)的(de)(de)(de)綜(zong)合(he)(he)力學(xue)性(xing)能。基(ji)于控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)冷(leng)卻靈活的(de)(de)(de)工(gong)藝(yi)路徑(jing)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)，針(zhen)對(dui)(dui)鋼(gang)(gang)管(guan)“成(cheng)分高(gao)(gao)＋無(wu)(wu)控(kong)(kong)(kong)軋(ya)”特點(dian)，開(kai)(kai)發(fa)出(chu)了適于熱(re)軋(ya)無(wu)(wu)縫(feng)鋼(gang)(gang)管(guan)的(de)(de)(de)TMCP-F／B／M工(gong)藝(yi)技術，通(tong)(tong)過快速冷(leng)卻實現對(dui)(dui)鋼(gang)(gang)管(guan)軋(ya)后相變(bian)組(zu)織的(de)(de)(de)調控(kong)(kong)(kong)，見（圖6-65），充分發(fa)揮“水是最廉價的(de)(de)(de)合(he)(he)金(jin)元素”的(de)(de)(de)理念，突破(po)目前熱(re)軋(ya)無(wu)(wu)縫(feng)鋼(gang)(gang)管(guan)產品(pin)工(gong)藝(yi)開(kai)(kai)發(fa)局限，挖掘鋼(gang)(gang)鐵材(cai)料潛(qian)能，為(wei)開(kai)(kai)發(fa)低成(cheng)本(ben)、高(gao)(gao)性(xing)能、高(gao)(gao)附加值管(guan)材(cai)產品(pin)提供(gong)工(gong)藝(yi)平臺。同(tong)時，還可針(zhen)對(dui)(dui)熱(re)軋(ya)無(wu)(wu)縫(feng)鋼(gang)(gang)管(guan)品(pin)種及(ji)規(gui)格多樣化(hua)特點(dian)，開(kai)(kai)發(fa)出(chu)適于不同(tong)工(gong)藝(yi)的(de)(de)(de)高(gao)(gao)強(qiang)度(du)均勻化(hua)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)冷(leng)卻策略。
1. 熱軋無縫鋼管TMCP-F工藝
針對鐵素體(ti)-珠(zhu)(zhu)光體(ti)型無縫(feng)鋼管(guan)，利用TMCP-F工藝(yi)，即控制(zhi)冷(leng)卻終止(zhi)溫度在鐵素體(ti)相變區，進而獲(huo)得細(xi)化的鐵素體(ti)、珠(zhu)(zhu)光體(ti)組(zu)織，實(shi)現熱軋顯微組(zu)織的在線調(diao)控，改善組(zu)織結構，大(da)幅提(ti)升其(qi)軋態性(xing)能。典型控制(zhi)冷(leng)卻溫度曲線如圖6-66所示。
2. 熱軋(ya)無縫鋼管TMCP-B工藝
將控(kong)制(zhi)冷卻終冷溫度降至貝(bei)氏(shi)體轉(zhuan)變溫度區間，即TMCP-B工藝(yi)路徑(jing)，可(ke)以獲得貝(bei)氏(shi)體組(zu)織類型的(de)高(gao)強度無(wu)(wu)縫(feng)鋼管(guan)。將貝(bei)氏(shi)體引入熱軋(ya)無(wu)(wu)縫(feng)鋼管(guan)組(zu)織調控(kong)中，充分發(fa)揮相(xiang)變強化作用，可(ke)實現以較低合金(jin)成(cheng)分生產高(gao)鋼級產品，或一鋼多級的(de)減(jian)量化工藝(yi)。
3. 熱軋(ya)無(wu)縫鋼管(guan)TMCP-M工藝
將終(zhong)冷(leng)溫度(du)降(jiang)(jiang)至馬氏體(ti)相變(bian)區間的(de)(de)(de)TMCP-M工藝(yi)，即控制冷(leng)卻的(de)(de)(de)極(ji)限冷(leng)卻直(zhi)接淬(cui)(cui)火(huo)（DQ）工藝(yi)。直(zhi)接淬(cui)(cui)火(huo)后(hou)(hou)的(de)(de)(de)管形(xing)如(ru)圖6-67所示。直(zhi)接淬(cui)(cui)火(huo)后(hou)(hou)配(pei)以(yi)適當的(de)(de)(de)回火(huo)熱處(chu)理即DQ-T，可(ke)以(yi)代替離線調質熱處(chu)理，省卻再加熱淬(cui)(cui)火(huo)過程，不僅提高了(le)生產效率，還顯著降(jiang)(jiang)低了(le)能耗(hao)，同時(shi)還可(ke)提高材料的(de)(de)(de)強韌性能，為更高強度(du)級別熱軋無(wu)縫(feng)鋼管的(de)(de)(de)生產提供了(le)工藝(yi)手段(duan)。
熱(re)(re)軋(ya)(ya)(ya)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)控(kong)制冷(leng)卻工(gong)(gong)藝(yi)(yi)技(ji)術(shu)(shu)(shu)自投(tou)入使用以來(lai)，顯(xian)(xian)示(shi)出良好的(de)(de)應用效果，冷(leng)卻后溫度(du)控(kong)制精度(du)高，冷(leng)卻均勻，冷(leng)卻后鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)管(guan)形良好；產(chan)(chan)品(pin)性(xing)(xing)能提升明顯(xian)(xian)，有(you)(you)效解決了(le)中(zhong)厚(hou)規(gui)格(ge)結(jie)構管(guan)軋(ya)(ya)(ya)態性(xing)(xing)能較(jiao)低，需要依賴離線熱(re)(re)處理的(de)(de)問題，實(shi)現(xian)(xian)了(le)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)減(jian)量化生(sheng)產(chan)(chan)；利用直接淬火功能實(shi)現(xian)(xian)了(le)相關(guan)產(chan)(chan)品(pin)的(de)(de)在(zai)(zai)線組(zu)織(zhi)(zhi)調控(kong)及直接淬火，顯(xian)(xian)著縮短(duan)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)流(liu)程。該(gai)技(ji)術(shu)(shu)(shu)的(de)(de)研發成(cheng)功，已成(cheng)為無(wu)縫(feng)(feng)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)產(chan)(chan)品(pin)在(zai)(zai)線組(zu)織(zhi)(zhi)性(xing)(xing)能調控(kong)的(de)(de)平臺性(xing)(xing)技(ji)術(shu)(shu)(shu)手(shou)段，為成(cheng)分節約型、工(gong)(gong)藝(yi)(yi)減(jian)量化的(de)(de)熱(re)(re)軋(ya)(ya)(ya)無(wu)縫(feng)(feng)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)，以及更高品(pin)質要求的(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)產(chan)(chan)品(pin)，在(zai)(zai)組(zu)織(zhi)(zhi)性(xing)(xing)能調控(kong)及高效生(sheng)產(chan)(chan)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)的(de)(de)開發方面提供關(guan)鍵(jian)技(ji)術(shu)(shu)(shu)手(shou)段及生(sheng)產(chan)(chan)支撐，對我國(guo)(guo)實(shi)現(xian)(xian)熱(re)(re)軋(ya)(ya)(ya)無(wu)縫(feng)(feng)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)短(duan)流(liu)程綠色(se)化制造工(gong)(gong)藝(yi)(yi)具有(you)(you)重(zhong)要意義。該(gai)項技(ji)術(shu)(shu)(shu)填(tian)補(bu)了(le)國(guo)(guo)際空(kong)白，也使得我國(guo)(guo)成(cheng)為在(zai)(zai)熱(re)(re)軋(ya)(ya)(ya)無(wu)縫(feng)(feng)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)領(ling)域首(shou)個(ge)掌握該(gai)項技(ji)術(shu)(shu)(shu)并(bing)實(shi)現(xian)(xian)工(gong)(gong)業(ye)(ye)化應用的(de)(de)國(guo)(guo)家。2018年(nian)，該(gai)技(ji)術(shu)(shu)(shu)入圍世(shi)界鋼(gang)(gang)(gang)協第(di)9屆“Steelie”年(nian)度(du)創新獎。同(tong)時，該(gai)技(ji)術(shu)(shu)(shu)的(de)(de)研發成(cheng)功也被我國(guo)(guo)鋼(gang)(gang)(gang)鐵行業(ye)(ye)重(zhong)要知名媒體《世(shi)界金屬導報》評(ping)選為2018年(nian)世(shi)界鋼(gang)(gang)(gang)鐵工(gong)(gong)業(ye)(ye)十大(da)技(ji)術(shu)(shu)(shu)要聞，并(bing)位列(lie)首(shou)位。
