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(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(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)(yu)在線(xian)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)冷(leng)卻工(gong)藝(yi)實現(xian)對無(wu)(wu)縫(feng)鋼管(guan)熱軋成(cheng)(cheng)型后冷(leng)卻路(lu)徑的(de)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)，進(jin)而通過(guo)相(xiang)(xiang)變行為調控(kong)(kong)(kong)改變組織(zhi)構成(cheng)(cheng)及亞結構特(te)征(zheng)。從本質上來說，在線(xian)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)冷(leng)卻是(shi)(shi)通過(guo)對鋼中相(xiang)(xiang)及其形態(tai)、尺(chi)度的(de)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)，以達到細晶強(qiang)(qiang)化(hua)、析出強(qiang)(qiang)化(hua)、位錯強(qiang)(qiang)化(hua)、相(xiang)(xiang)變強(qiang)(qiang)化(hua)等(deng)強(qiang)(qiang)化(hua)機制(zhi)效(xiao)果，提高(gao)鋼管(guan)的(de)綜合力學(xue)性能。基(ji)于(yu)(yu)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)冷(leng)卻靈活(huo)的(de)工(gong)藝(yi)路(lu)徑控(kong)(kong)(kong)制(zhi)，針對鋼管(guan)“成(cheng)(cheng)分高(gao)＋無(wu)(wu)控(kong)(kong)(kong)軋”特(te)點(dian)，開發(fa)出了適于(yu)(yu)熱軋無(wu)(wu)縫(feng)鋼管(guan)的(de)TMCP-F／B／M工(gong)藝(yi)技(ji)術，通過(guo)快速冷(leng)卻實現(xian)對鋼管(guan)軋后相(xiang)(xiang)變組織(zhi)的(de)調控(kong)(kong)(kong)，見(jian)（圖6-65），充(chong)分發(fa)揮(hui)“水是(shi)(shi)最廉價(jia)的(de)合金元素”的(de)理念，突(tu)破目前熱軋無(wu)(wu)縫(feng)鋼管(guan)產(chan)品工(gong)藝(yi)開發(fa)局(ju)限，挖掘鋼鐵材料(liao)潛(qian)能，為開發(fa)低(di)成(cheng)(cheng)本、高(gao)性能、高(gao)附加值(zhi)管(guan)材產(chan)品提供工(gong)藝(yi)平(ping)臺。同(tong)時，還可針對熱軋無(wu)(wu)縫(feng)鋼管(guan)品種(zhong)及規(gui)格多(duo)樣化(hua)特(te)點(dian)，開發(fa)出適于(yu)(yu)不(bu)同(tong)工(gong)藝(yi)的(de)高(gao)強(qiang)(qiang)度均勻化(hua)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)冷(leng)卻策(ce)略。
1. 熱軋無縫(feng)鋼管TMCP-F工藝(yi)
針對鐵(tie)素體(ti)-珠光(guang)體(ti)型無縫鋼(gang)管，利用TMCP-F工(gong)藝(yi)，即控(kong)制冷卻(que)(que)終止(zhi)溫度在(zai)鐵(tie)素體(ti)相(xiang)變區，進而獲得細化的(de)鐵(tie)素體(ti)、珠光(guang)體(ti)組(zu)織，實(shi)現(xian)熱軋(ya)顯微組(zu)織的(de)在(zai)線(xian)(xian)調控(kong)，改善(shan)組(zu)織結構(gou)，大幅提升其軋(ya)態(tai)性能。典型控(kong)制冷卻(que)(que)溫度曲線(xian)(xian)如圖(tu)6-66所示。
2. 熱軋無縫鋼管TMCP-B工藝
將控制冷卻終冷溫度降至貝(bei)氏體(ti)(ti)轉變(bian)溫度區間，即(ji)TMCP-B工藝(yi)路(lu)徑(jing)，可以(yi)獲(huo)得貝(bei)氏體(ti)(ti)組織(zhi)類型的高(gao)強(qiang)度無縫鋼管(guan)。將貝(bei)氏體(ti)(ti)引(yin)入熱軋(ya)無縫鋼管(guan)組織(zhi)調控中(zhong)，充分發揮相變(bian)強(qiang)化作(zuo)用(yong)，可實現以(yi)較低合金成分生產高(gao)鋼級產品(pin)，或一鋼多(duo)級的減量化工藝(yi)。
3. 熱軋(ya)無縫鋼(gang)管TMCP-M工藝
將終冷溫度(du)降至馬氏體相變區(qu)間的(de)(de)TMCP-M工藝(yi)，即控(kong)制冷卻(que)(que)的(de)(de)極限(xian)冷卻(que)(que)直接(jie)淬(cui)(cui)火（DQ）工藝(yi)。直接(jie)淬(cui)(cui)火后的(de)(de)管形如(ru)圖6-67所示。直接(jie)淬(cui)(cui)火后配以適當的(de)(de)回火熱(re)處(chu)(chu)理即DQ-T，可以代替離線調質熱(re)處(chu)(chu)理，省卻(que)(que)再(zai)加熱(re)淬(cui)(cui)火過程(cheng)，不僅(jin)提高了生產效率，還顯著(zhu)降低了能(neng)耗，同(tong)時(shi)還可提高材料(liao)的(de)(de)強(qiang)(qiang)韌性能(neng)，為更(geng)高強(qiang)(qiang)度(du)級別熱(re)軋無縫鋼管的(de)(de)生產提供了工藝(yi)手段。
熱(re)(re)軋不銹鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)控制冷(leng)卻工(gong)藝(yi)技(ji)(ji)術(shu)自投入(ru)使用以來，顯示出良好的(de)應用效(xiao)果(guo)，冷(leng)卻后溫(wen)度控制精度高(gao)，冷(leng)卻均勻，冷(leng)卻后鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)形良好；產(chan)(chan)品(pin)性(xing)(xing)能提升明顯，有效(xiao)解決了(le)中(zhong)厚規(gui)格結構(gou)管(guan)(guan)(guan)軋態性(xing)(xing)能較低，需要依賴離線(xian)熱(re)(re)處理的(de)問(wen)題，實現(xian)了(le)工(gong)藝(yi)減(jian)量化(hua)(hua)生產(chan)(chan)；利用直接(jie)淬(cui)火功(gong)能實現(xian)了(le)相(xiang)關(guan)產(chan)(chan)品(pin)的(de)在(zai)線(xian)組(zu)織(zhi)調控及(ji)直接(jie)淬(cui)火，顯著縮短工(gong)藝(yi)流程。該(gai)技(ji)(ji)術(shu)的(de)研發(fa)成(cheng)(cheng)(cheng)功(gong)，已成(cheng)(cheng)(cheng)為(wei)無(wu)縫鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)產(chan)(chan)品(pin)在(zai)線(xian)組(zu)織(zhi)性(xing)(xing)能調控的(de)平(ping)臺性(xing)(xing)技(ji)(ji)術(shu)手段(duan)，為(wei)成(cheng)(cheng)(cheng)分節約型、工(gong)藝(yi)減(jian)量化(hua)(hua)的(de)熱(re)(re)軋無(wu)縫鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)，以及(ji)更高(gao)品(pin)質(zhi)要求的(de)不銹鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)產(chan)(chan)品(pin)，在(zai)組(zu)織(zhi)性(xing)(xing)能調控及(ji)高(gao)效(xiao)生產(chan)(chan)工(gong)藝(yi)的(de)開(kai)發(fa)方面提供關(guan)鍵(jian)技(ji)(ji)術(shu)手段(duan)及(ji)生產(chan)(chan)支(zhi)撐，對(dui)我(wo)國(guo)(guo)實現(xian)熱(re)(re)軋無(wu)縫鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)短流程綠色(se)化(hua)(hua)制造(zao)工(gong)藝(yi)具有重要意(yi)義。該(gai)項(xiang)技(ji)(ji)術(shu)填補了(le)國(guo)(guo)際(ji)空白(bai)，也(ye)使得(de)我(wo)國(guo)(guo)成(cheng)(cheng)(cheng)為(wei)在(zai)熱(re)(re)軋無(wu)縫鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)領(ling)域首(shou)個掌握該(gai)項(xiang)技(ji)(ji)術(shu)并實現(xian)工(gong)業化(hua)(hua)應用的(de)國(guo)(guo)家。2018年(nian)，該(gai)技(ji)(ji)術(shu)入(ru)圍世界鋼(gang)(gang)協第(di)9屆“Steelie”年(nian)度創新獎。同時，該(gai)技(ji)(ji)術(shu)的(de)研發(fa)成(cheng)(cheng)(cheng)功(gong)也(ye)被我(wo)國(guo)(guo)鋼(gang)(gang)鐵(tie)行業重要知名(ming)媒體《世界金屬導報(bao)》評選為(wei)2018年(nian)世界鋼(gang)(gang)鐵(tie)工(gong)業十大技(ji)(ji)術(shu)要聞(wen)，并位列(lie)首(shou)位。
