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(yu)在線控(kong)(kong)制冷(leng)(leng)卻工(gong)(gong)藝(yi)實現對無(wu)(wu)縫(feng)鋼(gang)管(guan)(guan)熱軋(ya)成型后冷(leng)(leng)卻路徑的(de)(de)(de)(de)控(kong)(kong)制，進而通(tong)過(guo)相變(bian)行(xing)為(wei)調(diao)控(kong)(kong)改變(bian)組織(zhi)構成及(ji)亞(ya)結(jie)構特(te)征(zheng)。從本(ben)質上來說，在線控(kong)(kong)制冷(leng)(leng)卻是通(tong)過(guo)對鋼(gang)中相及(ji)其形態、尺度(du)的(de)(de)(de)(de)控(kong)(kong)制，以達到(dao)細(xi)晶強化(hua)(hua)(hua)、析(xi)出強化(hua)(hua)(hua)、位錯強化(hua)(hua)(hua)、相變(bian)強化(hua)(hua)(hua)等強化(hua)(hua)(hua)機制效果，提高(gao)鋼(gang)管(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)綜合力學性(xing)能(neng)。基(ji)于(yu)控(kong)(kong)制冷(leng)(leng)卻靈活的(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)藝(yi)路徑控(kong)(kong)制，針對鋼(gang)管(guan)(guan)“成分高(gao)＋無(wu)(wu)控(kong)(kong)軋(ya)”特(te)點，開(kai)發(fa)出了(le)適于(yu)熱軋(ya)無(wu)(wu)縫(feng)鋼(gang)管(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)TMCP-F／B／M工(gong)(gong)藝(yi)技術，通(tong)過(guo)快速冷(leng)(leng)卻實現對鋼(gang)管(guan)(guan)軋(ya)后相變(bian)組織(zhi)的(de)(de)(de)(de)調(diao)控(kong)(kong)，見(jian)（圖6-65），充分發(fa)揮“水是最廉價的(de)(de)(de)(de)合金元素”的(de)(de)(de)(de)理念，突(tu)破目(mu)前熱軋(ya)無(wu)(wu)縫(feng)鋼(gang)管(guan)(guan)產品工(gong)(gong)藝(yi)開(kai)發(fa)局限，挖掘鋼(gang)鐵材料潛(qian)能(neng)，為(wei)開(kai)發(fa)低成本(ben)、高(gao)性(xing)能(neng)、高(gao)附加值管(guan)(guan)材產品提供(gong)工(gong)(gong)藝(yi)平臺。同(tong)時，還可(ke)針對熱軋(ya)無(wu)(wu)縫(feng)鋼(gang)管(guan)(guan)品種(zhong)及(ji)規(gui)格多樣化(hua)(hua)(hua)特(te)點，開(kai)發(fa)出適于(yu)不同(tong)工(gong)(gong)藝(yi)的(de)(de)(de)(de)高(gao)強度(du)均勻化(hua)(hua)(hua)控(kong)(kong)制冷(leng)(leng)卻策(ce)略。
1. 熱軋無縫(feng)鋼管TMCP-F工藝
針(zhen)對鐵素體-珠(zhu)光體型(xing)無縫(feng)鋼管，利用(yong)TMCP-F工藝(yi)，即控(kong)制冷卻(que)終止溫(wen)度在(zai)鐵素體相變區，進而(er)獲得細化的(de)鐵素體、珠(zhu)光體組織(zhi)，實(shi)現熱(re)軋(ya)顯微組織(zhi)的(de)在(zai)線(xian)(xian)調(diao)控(kong)，改善組織(zhi)結(jie)構，大幅提升(sheng)其軋(ya)態性能(neng)。典型(xing)控(kong)制冷卻(que)溫(wen)度曲線(xian)(xian)如圖6-66所示(shi)。
2. 熱軋(ya)無縫(feng)鋼管TMCP-B工藝
將控制(zhi)冷卻終冷溫度降至貝氏(shi)體(ti)轉(zhuan)變溫度區(qu)間，即TMCP-B工藝路徑，可(ke)以(yi)獲(huo)得貝氏(shi)體(ti)組織(zhi)類型的高強度無(wu)縫(feng)鋼(gang)管。將貝氏(shi)體(ti)引入熱軋無(wu)縫(feng)鋼(gang)管組織(zhi)調控中，充分發揮相變強化(hua)作用(yong)，可(ke)實現以(yi)較低合金成分生產(chan)高鋼(gang)級(ji)產(chan)品，或一鋼(gang)多級(ji)的減量化(hua)工藝。
3. 熱軋無縫鋼管TMCP-M工藝
將終(zhong)冷(leng)溫(wen)度降(jiang)至馬氏體相變區間的TMCP-M工(gong)藝，即控制冷(leng)卻的極限冷(leng)卻直接(jie)淬(cui)火(huo)（DQ）工(gong)藝。直接(jie)淬(cui)火(huo)后的管形如圖(tu)6-67所示。直接(jie)淬(cui)火(huo)后配以適當的回(hui)火(huo)熱處(chu)(chu)理(li)即DQ-T，可(ke)以代(dai)替離線調(diao)質熱處(chu)(chu)理(li)，省(sheng)卻再加熱淬(cui)火(huo)過程(cheng)，不(bu)僅(jin)提(ti)高(gao)了生產(chan)效率，還顯(xian)著降(jiang)低了能(neng)耗，同時還可(ke)提(ti)高(gao)材料(liao)的強(qiang)韌性能(neng)，為更高(gao)強(qiang)度級(ji)別熱軋無(wu)縫鋼管的生產(chan)提(ti)供(gong)了工(gong)藝手段。
熱(re)(re)軋不(bu)銹鋼(gang)管控制(zhi)冷(leng)(leng)卻工(gong)(gong)(gong)藝(yi)技(ji)(ji)術(shu)(shu)自(zi)投入使(shi)用(yong)以來，顯示出良好的(de)(de)應用(yong)效果，冷(leng)(leng)卻后溫度(du)控制(zhi)精(jing)度(du)高(gao)，冷(leng)(leng)卻均勻，冷(leng)(leng)卻后鋼(gang)管管形良好；產(chan)(chan)品(pin)性(xing)能(neng)(neng)提(ti)(ti)升(sheng)明顯，有效解決了(le)中(zhong)厚規格(ge)結構管軋態性(xing)能(neng)(neng)較低(di)，需要(yao)依賴離線熱(re)(re)處(chu)理的(de)(de)問題，實(shi)現(xian)了(le)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)減(jian)量化生(sheng)產(chan)(chan)；利用(yong)直接淬火功(gong)能(neng)(neng)實(shi)現(xian)了(le)相(xiang)關(guan)產(chan)(chan)品(pin)的(de)(de)在線組織(zhi)(zhi)調控及(ji)直接淬火，顯著縮(suo)短(duan)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)流程。該(gai)技(ji)(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)研(yan)發(fa)成(cheng)功(gong)，已成(cheng)為(wei)(wei)無縫鋼(gang)管產(chan)(chan)品(pin)在線組織(zhi)(zhi)性(xing)能(neng)(neng)調控的(de)(de)平(ping)臺性(xing)技(ji)(ji)術(shu)(shu)手段(duan)，為(wei)(wei)成(cheng)分節約型、工(gong)(gong)(gong)藝(yi)減(jian)量化的(de)(de)熱(re)(re)軋無縫鋼(gang)管，以及(ji)更(geng)高(gao)品(pin)質要(yao)求的(de)(de)不(bu)銹鋼(gang)管產(chan)(chan)品(pin)，在組織(zhi)(zhi)性(xing)能(neng)(neng)調控及(ji)高(gao)效生(sheng)產(chan)(chan)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)的(de)(de)開發(fa)方面提(ti)(ti)供(gong)關(guan)鍵技(ji)(ji)術(shu)(shu)手段(duan)及(ji)生(sheng)產(chan)(chan)支撐，對我國實(shi)現(xian)熱(re)(re)軋無縫鋼(gang)管短(duan)流程綠色化制(zhi)造工(gong)(gong)(gong)藝(yi)具有重要(yao)意(yi)義。該(gai)項(xiang)技(ji)(ji)術(shu)(shu)填補了(le)國際空白，也(ye)使(shi)得我國成(cheng)為(wei)(wei)在熱(re)(re)軋無縫鋼(gang)管領域首個(ge)掌握該(gai)項(xiang)技(ji)(ji)術(shu)(shu)并實(shi)現(xian)工(gong)(gong)(gong)業化應用(yong)的(de)(de)國家。2018年(nian)，該(gai)技(ji)(ji)術(shu)(shu)入圍世(shi)界(jie)鋼(gang)協第9屆“Steelie”年(nian)度(du)創新獎。同(tong)時(shi)，該(gai)技(ji)(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)研(yan)發(fa)成(cheng)功(gong)也(ye)被(bei)我國鋼(gang)鐵(tie)行業重要(yao)知(zhi)名媒體(ti)《世(shi)界(jie)金屬導報》評選為(wei)(wei)2018年(nian)世(shi)界(jie)鋼(gang)鐵(tie)工(gong)(gong)(gong)業十大技(ji)(ji)術(shu)(shu)要(yao)聞，并位列首位。
