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(ji)于(yu)在(zai)線控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)工(gong)藝(yi)(yi)實(shi)現(xian)對(dui)(dui)無(wu)縫鋼(gang)管(guan)熱軋(ya)成型(xing)后冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)路徑(jing)的(de)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)，進而通過(guo)相(xiang)變(bian)行(xing)為調(diao)控(kong)(kong)(kong)(kong)改變(bian)組織(zhi)構(gou)成及亞結構(gou)特(te)征。從本質上(shang)來說，在(zai)線控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)是(shi)通過(guo)對(dui)(dui)鋼(gang)中(zhong)相(xiang)及其形態(tai)、尺度的(de)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)，以達到細晶(jing)強(qiang)(qiang)化(hua)(hua)(hua)、析出(chu)強(qiang)(qiang)化(hua)(hua)(hua)、位錯強(qiang)(qiang)化(hua)(hua)(hua)、相(xiang)變(bian)強(qiang)(qiang)化(hua)(hua)(hua)等強(qiang)(qiang)化(hua)(hua)(hua)機制(zhi)(zhi)效果，提高(gao)(gao)鋼(gang)管(guan)的(de)綜合(he)(he)力學性能(neng)。基(ji)于(yu)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)靈(ling)活(huo)的(de)工(gong)藝(yi)(yi)路徑(jing)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)，針對(dui)(dui)鋼(gang)管(guan)“成分高(gao)(gao)＋無(wu)控(kong)(kong)(kong)(kong)軋(ya)”特(te)點，開發(fa)(fa)(fa)出(chu)了適于(yu)熱軋(ya)無(wu)縫鋼(gang)管(guan)的(de)TMCP-F／B／M工(gong)藝(yi)(yi)技術，通過(guo)快速(su)冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)實(shi)現(xian)對(dui)(dui)鋼(gang)管(guan)軋(ya)后相(xiang)變(bian)組織(zhi)的(de)調(diao)控(kong)(kong)(kong)(kong)，見（圖(tu)6-65），充分發(fa)(fa)(fa)揮“水是(shi)最廉價的(de)合(he)(he)金元素”的(de)理念，突破(po)目前熱軋(ya)無(wu)縫鋼(gang)管(guan)產品(pin)工(gong)藝(yi)(yi)開發(fa)(fa)(fa)局(ju)限，挖掘(jue)鋼(gang)鐵材料潛(qian)能(neng)，為開發(fa)(fa)(fa)低(di)成本、高(gao)(gao)性能(neng)、高(gao)(gao)附加值管(guan)材產品(pin)提供工(gong)藝(yi)(yi)平臺。同時，還可針對(dui)(dui)熱軋(ya)無(wu)縫鋼(gang)管(guan)品(pin)種及規格多樣化(hua)(hua)(hua)特(te)點，開發(fa)(fa)(fa)出(chu)適于(yu)不同工(gong)藝(yi)(yi)的(de)高(gao)(gao)強(qiang)(qiang)度均勻化(hua)(hua)(hua)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)策略。
1. 熱(re)軋(ya)無縫鋼管(guan)TMCP-F工藝
針(zhen)對鐵素體-珠光(guang)(guang)體型無(wu)縫(feng)鋼(gang)管，利(li)用TMCP-F工(gong)藝，即控(kong)(kong)制冷卻終(zhong)止(zhi)溫度在鐵素體相變區，進(jin)而獲得細化的鐵素體、珠光(guang)(guang)體組(zu)織(zhi)，實現熱軋(ya)顯(xian)微組(zu)織(zhi)的在線調(diao)控(kong)(kong)，改善(shan)組(zu)織(zhi)結構，大幅(fu)提升其軋(ya)態性能。典(dian)型控(kong)(kong)制冷卻溫度曲線如圖6-66所(suo)示。
2. 熱軋無(wu)縫鋼管TMCP-B工(gong)藝
將控(kong)制冷卻終冷溫度(du)降至貝(bei)(bei)氏體轉變溫度(du)區間，即TMCP-B工(gong)藝路徑(jing)，可(ke)以獲(huo)得貝(bei)(bei)氏體組織類型的(de)高強(qiang)度(du)無縫鋼管。將貝(bei)(bei)氏體引入熱軋無縫鋼管組織調控(kong)中，充分發揮相變強(qiang)化作(zuo)用，可(ke)實現以較低(di)合金成(cheng)分生產高鋼級(ji)產品，或一鋼多級(ji)的(de)減(jian)量(liang)化工(gong)藝。
3. 熱軋無縫鋼管TMCP-M工藝
將終(zhong)冷(leng)溫度降至馬氏(shi)體相變區(qu)間的(de)TMCP-M工(gong)藝(yi)，即控制(zhi)冷(leng)卻的(de)極(ji)限(xian)冷(leng)卻直接(jie)淬火（DQ）工(gong)藝(yi)。直接(jie)淬火后(hou)的(de)管形如(ru)圖6-67所示。直接(jie)淬火后(hou)配以(yi)適當的(de)回(hui)火熱處理(li)即DQ-T，可以(yi)代替離線調質熱處理(li)，省卻再加(jia)熱淬火過程，不僅(jin)提高(gao)了(le)生產(chan)效率，還(huan)顯著降低了(le)能耗，同時還(huan)可提高(gao)材料的(de)強韌性能，為更高(gao)強度級別熱軋無縫鋼(gang)管的(de)生產(chan)提供(gong)了(le)工(gong)藝(yi)手段(duan)。
熱(re)(re)軋不銹鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)控(kong)(kong)制冷卻工(gong)(gong)藝(yi)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)自投入使用(yong)以來，顯示出良好的應用(yong)效(xiao)果(guo)，冷卻后溫(wen)度控(kong)(kong)制精(jing)度高，冷卻均勻，冷卻后鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)形良好；產(chan)品(pin)(pin)(pin)性(xing)能提(ti)升(sheng)明顯，有(you)效(xiao)解決了(le)中厚規(gui)格結構管(guan)(guan)(guan)軋態性(xing)能較(jiao)低，需要(yao)(yao)依賴離線熱(re)(re)處理(li)的問題，實(shi)現了(le)工(gong)(gong)藝(yi)減量化生產(chan)；利用(yong)直接(jie)淬(cui)火(huo)功(gong)(gong)(gong)能實(shi)現了(le)相(xiang)關產(chan)品(pin)(pin)(pin)的在(zai)線組織(zhi)調控(kong)(kong)及直接(jie)淬(cui)火(huo)，顯著縮短工(gong)(gong)藝(yi)流程。該技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)的研發成(cheng)功(gong)(gong)(gong)，已成(cheng)為(wei)(wei)無縫鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)產(chan)品(pin)(pin)(pin)在(zai)線組織(zhi)性(xing)能調控(kong)(kong)的平臺(tai)性(xing)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)手段(duan)，為(wei)(wei)成(cheng)分節約型、工(gong)(gong)藝(yi)減量化的熱(re)(re)軋無縫鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)，以及更(geng)高品(pin)(pin)(pin)質要(yao)(yao)求的不銹鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)產(chan)品(pin)(pin)(pin)，在(zai)組織(zhi)性(xing)能調控(kong)(kong)及高效(xiao)生產(chan)工(gong)(gong)藝(yi)的開(kai)發方面提(ti)供關鍵(jian)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)手段(duan)及生產(chan)支撐，對(dui)我(wo)國(guo)(guo)實(shi)現熱(re)(re)軋無縫鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)短流程綠色化制造工(gong)(gong)藝(yi)具(ju)有(you)重要(yao)(yao)意義。該項技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)填補(bu)了(le)國(guo)(guo)際(ji)空白(bai)，也使得我(wo)國(guo)(guo)成(cheng)為(wei)(wei)在(zai)熱(re)(re)軋無縫鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)領域首(shou)個掌握該項技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)并(bing)實(shi)現工(gong)(gong)業化應用(yong)的國(guo)(guo)家。2018年(nian)，該技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)入圍世界(jie)鋼(gang)協第(di)9屆“Steelie”年(nian)度創新獎。同時(shi)，該技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)的研發成(cheng)功(gong)(gong)(gong)也被(bei)我(wo)國(guo)(guo)鋼(gang)鐵行業重要(yao)(yao)知名媒體《世界(jie)金屬導報》評選為(wei)(wei)2018年(nian)世界(jie)鋼(gang)鐵工(gong)(gong)業十大技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)要(yao)(yao)聞，并(bing)位列(lie)首(shou)位。
