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(xiu)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)在線(xian)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)冷卻工(gong)(gong)藝(yi)實現對(dui)(dui)無縫鋼管(guan)(guan)熱(re)(re)軋(ya)成型(xing)后(hou)冷卻路徑(jing)的(de)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)，進而通(tong)過(guo)相(xiang)變(bian)行(xing)為(wei)調控(kong)(kong)(kong)改變(bian)組織構成及亞結構特征。從本質(zhi)上來說，在線(xian)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)冷卻是(shi)通(tong)過(guo)對(dui)(dui)鋼中相(xiang)及其形態、尺(chi)度的(de)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)，以達到細(xi)晶強(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)、析出強(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)、位錯強(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)、相(xiang)變(bian)強(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)等(deng)強(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)機制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)效(xiao)果，提高(gao)鋼管(guan)(guan)的(de)綜合(he)力學性(xing)能。基于(yu)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)冷卻靈活(huo)的(de)工(gong)(gong)藝(yi)路徑(jing)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)，針(zhen)對(dui)(dui)鋼管(guan)(guan)“成分高(gao)＋無控(kong)(kong)(kong)軋(ya)”特點(dian)，開(kai)發出了適于(yu)熱(re)(re)軋(ya)無縫鋼管(guan)(guan)的(de)TMCP-F／B／M工(gong)(gong)藝(yi)技術(shu)，通(tong)過(guo)快速冷卻實現對(dui)(dui)鋼管(guan)(guan)軋(ya)后(hou)相(xiang)變(bian)組織的(de)調控(kong)(kong)(kong)，見（圖6-65），充分發揮“水是(shi)最廉價(jia)的(de)合(he)金元素(su)”的(de)理念，突破目前熱(re)(re)軋(ya)無縫鋼管(guan)(guan)產(chan)品(pin)工(gong)(gong)藝(yi)開(kai)發局限(xian)，挖掘鋼鐵(tie)材料(liao)潛能，為(wei)開(kai)發低成本、高(gao)性(xing)能、高(gao)附加值管(guan)(guan)材產(chan)品(pin)提供工(gong)(gong)藝(yi)平臺。同(tong)(tong)時，還(huan)可針(zhen)對(dui)(dui)熱(re)(re)軋(ya)無縫鋼管(guan)(guan)品(pin)種及規格多樣化(hua)特點(dian)，開(kai)發出適于(yu)不同(tong)(tong)工(gong)(gong)藝(yi)的(de)高(gao)強(qiang)(qiang)(qiang)度均勻化(hua)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)冷卻策略。
1. 熱軋無(wu)縫鋼管TMCP-F工(gong)藝(yi)
針對(dui)鐵素體(ti)-珠光體(ti)型無縫鋼管，利(li)用(yong)TMCP-F工藝(yi)，即控(kong)制冷卻(que)終止溫度在(zai)鐵素體(ti)相變區，進而獲得(de)細化的(de)鐵素體(ti)、珠光體(ti)組(zu)織，實現熱軋顯微組(zu)織的(de)在(zai)線調控(kong)，改善組(zu)織結(jie)構，大(da)幅提(ti)升其軋態性能。典型控(kong)制冷卻(que)溫度曲線如圖6-66所(suo)示(shi)。
2. 熱(re)軋無(wu)縫鋼管(guan)TMCP-B工藝
將控制冷卻終冷溫度(du)(du)降至(zhi)貝氏體(ti)轉(zhuan)變溫度(du)(du)區間，即(ji)TMCP-B工(gong)藝路徑，可以(yi)獲得貝氏體(ti)組(zu)織(zhi)類(lei)型的高(gao)強度(du)(du)無縫鋼管。將貝氏體(ti)引入熱軋(ya)無縫鋼管組(zu)織(zhi)調控中，充分(fen)發揮(hui)相(xiang)變強化(hua)作用，可實現以(yi)較(jiao)低(di)合(he)金成分(fen)生產高(gao)鋼級產品(pin)，或一鋼多級的減量化(hua)工(gong)藝。
3. 熱軋無縫鋼(gang)管TMCP-M工藝
將終冷溫度(du)降至馬氏體(ti)相變區間(jian)的TMCP-M工(gong)藝(yi)(yi)，即控制冷卻的極(ji)限(xian)冷卻直接淬火(huo)（DQ）工(gong)藝(yi)(yi)。直接淬火(huo)后的管形如(ru)圖(tu)6-67所示。直接淬火(huo)后配以(yi)適(shi)當的回火(huo)熱(re)(re)處理即DQ-T，可以(yi)代(dai)替離線調(diao)質熱(re)(re)處理，省卻再(zai)加熱(re)(re)淬火(huo)過程，不僅(jin)提高(gao)了(le)生產(chan)效率，還(huan)顯著降低了(le)能(neng)(neng)耗，同時還(huan)可提高(gao)材料的強韌性(xing)能(neng)(neng)，為(wei)更高(gao)強度(du)級別熱(re)(re)軋(ya)無縫鋼管的生產(chan)提供了(le)工(gong)藝(yi)(yi)手段(duan)。
熱(re)軋不銹鋼管(guan)控制(zhi)(zhi)冷卻工(gong)藝(yi)技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)自投入使用以(yi)來，顯(xian)示(shi)出(chu)良(liang)好的應(ying)用效(xiao)(xiao)果，冷卻后溫度(du)控制(zhi)(zhi)精(jing)度(du)高(gao)，冷卻均勻，冷卻后鋼管(guan)管(guan)形(xing)良(liang)好；產(chan)(chan)(chan)品(pin)性(xing)能(neng)提升明顯(xian)，有效(xiao)(xiao)解決了(le)中厚規(gui)格(ge)結構管(guan)軋態性(xing)能(neng)較低，需要依賴離線(xian)(xian)熱(re)處理的問(wen)題，實(shi)(shi)現(xian)了(le)工(gong)藝(yi)減(jian)量化(hua)(hua)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)；利用直接(jie)淬(cui)火功能(neng)實(shi)(shi)現(xian)了(le)相關產(chan)(chan)(chan)品(pin)的在(zai)線(xian)(xian)組織(zhi)調控及(ji)(ji)(ji)直接(jie)淬(cui)火，顯(xian)著縮短工(gong)藝(yi)流(liu)程(cheng)(cheng)。該(gai)技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)的研(yan)發(fa)成(cheng)(cheng)功，已成(cheng)(cheng)為無(wu)(wu)縫鋼管(guan)產(chan)(chan)(chan)品(pin)在(zai)線(xian)(xian)組織(zhi)性(xing)能(neng)調控的平臺(tai)性(xing)技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)手段，為成(cheng)(cheng)分節(jie)約型、工(gong)藝(yi)減(jian)量化(hua)(hua)的熱(re)軋無(wu)(wu)縫鋼管(guan)，以(yi)及(ji)(ji)(ji)更高(gao)品(pin)質要求(qiu)的不銹鋼管(guan)產(chan)(chan)(chan)品(pin)，在(zai)組織(zhi)性(xing)能(neng)調控及(ji)(ji)(ji)高(gao)效(xiao)(xiao)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)工(gong)藝(yi)的開發(fa)方面(mian)提供關鍵技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)手段及(ji)(ji)(ji)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)支(zhi)撐，對(dui)我(wo)國(guo)(guo)(guo)實(shi)(shi)現(xian)熱(re)軋無(wu)(wu)縫鋼管(guan)短流(liu)程(cheng)(cheng)綠色化(hua)(hua)制(zhi)(zhi)造工(gong)藝(yi)具有重(zhong)要意義(yi)。該(gai)項(xiang)技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)填補了(le)國(guo)(guo)(guo)際空白，也使得我(wo)國(guo)(guo)(guo)成(cheng)(cheng)為在(zai)熱(re)軋無(wu)(wu)縫鋼管(guan)領域首個掌(zhang)握該(gai)項(xiang)技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)并實(shi)(shi)現(xian)工(gong)業化(hua)(hua)應(ying)用的國(guo)(guo)(guo)家(jia)。2018年(nian)，該(gai)技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)入圍(wei)世(shi)界(jie)(jie)鋼協(xie)第9屆“Steelie”年(nian)度(du)創(chuang)新獎(jiang)。同時，該(gai)技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)的研(yan)發(fa)成(cheng)(cheng)功也被我(wo)國(guo)(guo)(guo)鋼鐵(tie)行業重(zhong)要知(zhi)名媒體《世(shi)界(jie)(jie)金屬(shu)導報》評選為2018年(nian)世(shi)界(jie)(jie)鋼鐵(tie)工(gong)業十大技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)要聞，并位(wei)列首位(wei)。
