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)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)卻(que)(que)工(gong)藝實(shi)現對無縫(feng)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)熱(re)軋(ya)成型(xing)后冷(leng)(leng)卻(que)(que)路徑的(de)控(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)，進而(er)通過(guo)相變(bian)行為調(diao)控(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)改變(bian)組(zu)織構(gou)成及亞結構(gou)特征。從本質上來說，在線控(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)卻(que)(que)是通過(guo)對鋼(gang)(gang)中(zhong)相及其形態(tai)、尺度的(de)控(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)，以達(da)到細晶強(qiang)化(hua)(hua)、析出(chu)強(qiang)化(hua)(hua)、位錯(cuo)強(qiang)化(hua)(hua)、相變(bian)強(qiang)化(hua)(hua)等強(qiang)化(hua)(hua)機制(zhi)(zhi)效果，提高(gao)(gao)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)的(de)綜合力學性能(neng)(neng)。基(ji)于控(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)卻(que)(que)靈(ling)活的(de)工(gong)藝路徑控(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)，針(zhen)對鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)“成分(fen)高(gao)(gao)＋無控(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)軋(ya)”特點，開發出(chu)了適于熱(re)軋(ya)無縫(feng)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)的(de)TMCP-F／B／M工(gong)藝技術，通過(guo)快速冷(leng)(leng)卻(que)(que)實(shi)現對鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)軋(ya)后相變(bian)組(zu)織的(de)調(diao)控(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)，見（圖6-65），充(chong)分(fen)發揮(hui)“水是最廉(lian)價的(de)合金(jin)元(yuan)素”的(de)理念，突破目前(qian)熱(re)軋(ya)無縫(feng)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)產品工(gong)藝開發局限(xian)，挖掘鋼(gang)(gang)鐵材料潛能(neng)(neng)，為開發低成本、高(gao)(gao)性能(neng)(neng)、高(gao)(gao)附加值管(guan)(guan)材產品提供(gong)工(gong)藝平臺(tai)。同(tong)時，還可針(zhen)對熱(re)軋(ya)無縫(feng)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)品種及規(gui)格多樣化(hua)(hua)特點，開發出(chu)適于不同(tong)工(gong)藝的(de)高(gao)(gao)強(qiang)度均勻(yun)化(hua)(hua)控(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)卻(que)(que)策略。
1. 熱軋無(wu)縫鋼管TMCP-F工(gong)藝
針對鐵素體(ti)(ti)-珠光體(ti)(ti)型無縫鋼管，利用TMCP-F工(gong)藝，即控(kong)制冷(leng)卻終止溫度(du)在(zai)鐵素體(ti)(ti)相變區，進而(er)獲得細化的鐵素體(ti)(ti)、珠光體(ti)(ti)組織(zhi)，實現(xian)熱(re)軋顯微組織(zhi)的在(zai)線調(diao)控(kong)，改善組織(zhi)結構，大幅提升其軋態性能。典型控(kong)制冷(leng)卻溫度(du)曲線如圖6-66所示。
2. 熱軋無縫(feng)鋼管TMCP-B工藝(yi)
將控制冷卻(que)終(zhong)冷溫(wen)度降至(zhi)貝氏體(ti)轉變(bian)溫(wen)度區間，即TMCP-B工藝(yi)路(lu)徑，可以獲得貝氏體(ti)組織類型的高強度無縫(feng)鋼管。將貝氏體(ti)引(yin)入熱軋無縫(feng)鋼管組織調(diao)控中，充分發揮相(xiang)變(bian)強化作用，可實現以較(jiao)低合金成分生產高鋼級(ji)產品，或一鋼多級(ji)的減量化工藝(yi)。
3. 熱軋無縫鋼管(guan)TMCP-M工(gong)藝
將終冷溫度(du)降至馬氏體相變區間的(de)(de)(de)(de)TMCP-M工(gong)藝(yi)，即控制冷卻的(de)(de)(de)(de)極限(xian)冷卻直(zhi)接淬(cui)火(huo)（DQ）工(gong)藝(yi)。直(zhi)接淬(cui)火(huo)后的(de)(de)(de)(de)管形(xing)如圖6-67所示。直(zhi)接淬(cui)火(huo)后配以適(shi)當(dang)的(de)(de)(de)(de)回(hui)火(huo)熱處(chu)理即DQ-T，可以代替離線(xian)調質熱處(chu)理，省卻再加(jia)熱淬(cui)火(huo)過(guo)程，不僅(jin)提高(gao)(gao)了生(sheng)產效率，還顯著降低了能耗，同(tong)時還可提高(gao)(gao)材料的(de)(de)(de)(de)強韌性(xing)能，為更高(gao)(gao)強度(du)級別熱軋無縫鋼管的(de)(de)(de)(de)生(sheng)產提供了工(gong)藝(yi)手段(duan)。
熱(re)(re)軋(ya)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)控(kong)制冷卻工(gong)藝(yi)(yi)(yi)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)自(zi)投入使用以(yi)來，顯(xian)示出良(liang)好(hao)的應用效(xiao)(xiao)果(guo)，冷卻后溫度(du)控(kong)制精(jing)度(du)高(gao)(gao)，冷卻均勻，冷卻后鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)管(guan)(guan)形良(liang)好(hao)；產(chan)(chan)品(pin)(pin)性(xing)(xing)能(neng)(neng)提(ti)升(sheng)明(ming)顯(xian)，有效(xiao)(xiao)解決(jue)了(le)中厚規格結構管(guan)(guan)軋(ya)態性(xing)(xing)能(neng)(neng)較低，需要(yao)依賴離線熱(re)(re)處理的問題，實(shi)現(xian)(xian)了(le)工(gong)藝(yi)(yi)(yi)減量(liang)化生產(chan)(chan)；利用直(zhi)接(jie)淬(cui)火功能(neng)(neng)實(shi)現(xian)(xian)了(le)相(xiang)關產(chan)(chan)品(pin)(pin)的在(zai)線組織(zhi)調控(kong)及(ji)直(zhi)接(jie)淬(cui)火，顯(xian)著縮短工(gong)藝(yi)(yi)(yi)流程。該(gai)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)的研發成(cheng)功，已成(cheng)為(wei)(wei)(wei)無縫(feng)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)產(chan)(chan)品(pin)(pin)在(zai)線組織(zhi)性(xing)(xing)能(neng)(neng)調控(kong)的平臺性(xing)(xing)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)手段，為(wei)(wei)(wei)成(cheng)分節約(yue)型、工(gong)藝(yi)(yi)(yi)減量(liang)化的熱(re)(re)軋(ya)無縫(feng)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)，以(yi)及(ji)更高(gao)(gao)品(pin)(pin)質要(yao)求的不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)產(chan)(chan)品(pin)(pin)，在(zai)組織(zhi)性(xing)(xing)能(neng)(neng)調控(kong)及(ji)高(gao)(gao)效(xiao)(xiao)生產(chan)(chan)工(gong)藝(yi)(yi)(yi)的開(kai)發方(fang)面提(ti)供(gong)關鍵(jian)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)手段及(ji)生產(chan)(chan)支撐(cheng)，對我(wo)(wo)國(guo)實(shi)現(xian)(xian)熱(re)(re)軋(ya)無縫(feng)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)短流程綠(lv)色化制造工(gong)藝(yi)(yi)(yi)具(ju)有重要(yao)意(yi)義(yi)。該(gai)項技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)填補了(le)國(guo)際空白，也使得我(wo)(wo)國(guo)成(cheng)為(wei)(wei)(wei)在(zai)熱(re)(re)軋(ya)無縫(feng)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)領域首個掌握該(gai)項技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)并實(shi)現(xian)(xian)工(gong)業化應用的國(guo)家。2018年(nian)(nian)，該(gai)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)入圍(wei)世(shi)(shi)界(jie)(jie)鋼(gang)(gang)協第9屆“Steelie”年(nian)(nian)度(du)創(chuang)新獎。同時，該(gai)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)的研發成(cheng)功也被我(wo)(wo)國(guo)鋼(gang)(gang)鐵行(xing)業重要(yao)知(zhi)名(ming)媒體《世(shi)(shi)界(jie)(jie)金屬(shu)導報(bao)》評(ping)選為(wei)(wei)(wei)2018年(nian)(nian)世(shi)(shi)界(jie)(jie)鋼(gang)(gang)鐵工(gong)業十大技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)要(yao)聞，并位列(lie)首位。
