在熱軋不(bu)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。
基于(yu)在(zai)線(xian)控(kong)制(zhi)(zhi)冷(leng)卻(que)(que)(que)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)實(shi)現(xian)對(dui)(dui)無縫(feng)(feng)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)熱軋(ya)(ya)成(cheng)型后(hou)冷(leng)卻(que)(que)(que)路(lu)徑的控(kong)制(zhi)(zhi)，進而(er)通(tong)過(guo)(guo)相(xiang)變行為調控(kong)改變組織構成(cheng)及(ji)亞結構特(te)征(zheng)。從本(ben)質(zhi)上來說，在(zai)線(xian)控(kong)制(zhi)(zhi)冷(leng)卻(que)(que)(que)是通(tong)過(guo)(guo)對(dui)(dui)鋼(gang)(gang)中相(xiang)及(ji)其(qi)形態(tai)、尺度的控(kong)制(zhi)(zhi)，以達到細晶強化(hua)、析出(chu)強化(hua)、位錯強化(hua)、相(xiang)變強化(hua)等強化(hua)機制(zhi)(zhi)效果(guo)，提高(gao)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)的綜合力學(xue)性能(neng)。基于(yu)控(kong)制(zhi)(zhi)冷(leng)卻(que)(que)(que)靈活的工(gong)(gong)藝(yi)(yi)路(lu)徑控(kong)制(zhi)(zhi)，針對(dui)(dui)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)“成(cheng)分(fen)高(gao)＋無控(kong)軋(ya)(ya)”特(te)點，開(kai)(kai)發(fa)出(chu)了適于(yu)熱軋(ya)(ya)無縫(feng)(feng)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)的TMCP-F／B／M工(gong)(gong)藝(yi)(yi)技術，通(tong)過(guo)(guo)快速冷(leng)卻(que)(que)(que)實(shi)現(xian)對(dui)(dui)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)軋(ya)(ya)后(hou)相(xiang)變組織的調控(kong)，見（圖6-65），充分(fen)發(fa)揮“水是最(zui)廉價(jia)的合金(jin)元素”的理念，突破目(mu)前熱軋(ya)(ya)無縫(feng)(feng)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)產品(pin)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)開(kai)(kai)發(fa)局限，挖掘鋼(gang)(gang)鐵材(cai)料潛(qian)能(neng)，為開(kai)(kai)發(fa)低(di)成(cheng)本(ben)、高(gao)性能(neng)、高(gao)附(fu)加值管(guan)(guan)(guan)材(cai)產品(pin)提供(gong)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)平臺(tai)。同時，還可針對(dui)(dui)熱軋(ya)(ya)無縫(feng)(feng)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)品(pin)種(zhong)及(ji)規(gui)格多樣化(hua)特(te)點，開(kai)(kai)發(fa)出(chu)適于(yu)不同工(gong)(gong)藝(yi)(yi)的高(gao)強度均勻化(hua)控(kong)制(zhi)(zhi)冷(leng)卻(que)(que)(que)策略。
1. 熱(re)軋(ya)無縫鋼管TMCP-F工藝
針對鐵(tie)素體(ti)(ti)-珠光體(ti)(ti)型(xing)無縫鋼管(guan)，利用TMCP-F工藝，即控(kong)制冷卻(que)終止溫度在鐵(tie)素體(ti)(ti)相(xiang)變區(qu)，進而獲得細化的(de)鐵(tie)素體(ti)(ti)、珠光體(ti)(ti)組(zu)織(zhi)，實(shi)現熱軋顯微組(zu)織(zhi)的(de)在線調控(kong)，改善組(zu)織(zhi)結構，大幅(fu)提升其軋態性能。典型(xing)控(kong)制冷卻(que)溫度曲線如圖6-66所示。
2. 熱軋無縫鋼管TMCP-B工(gong)藝
將控制冷(leng)卻終冷(leng)溫度(du)(du)降(jiang)至貝氏體轉變溫度(du)(du)區間(jian)，即TMCP-B工(gong)藝路徑，可以獲(huo)得貝氏體組織類型(xing)的高強度(du)(du)無縫(feng)鋼(gang)管。將貝氏體引入熱軋無縫(feng)鋼(gang)管組織調控中，充分(fen)發(fa)揮相變強化作用，可實現(xian)以較低(di)合金成分(fen)生產高鋼(gang)級產品(pin)，或一鋼(gang)多級的減(jian)量化工(gong)藝。
3. 熱軋無(wu)縫鋼管(guan)TMCP-M工(gong)藝
將終冷溫(wen)度降(jiang)至(zhi)馬氏體相變區間的TMCP-M工藝，即控(kong)制冷卻(que)(que)(que)的極(ji)限冷卻(que)(que)(que)直接(jie)淬火（DQ）工藝。直接(jie)淬火后的管形如圖6-67所(suo)示。直接(jie)淬火后配以適(shi)當的回(hui)火熱處(chu)理即DQ-T，可以代替離線調質熱處(chu)理，省卻(que)(que)(que)再(zai)加熱淬火過程，不僅提高了(le)生(sheng)產效率，還(huan)顯著降(jiang)低了(le)能耗，同時還(huan)可提高材料的強(qiang)韌性能，為更(geng)高強(qiang)度級別熱軋無縫鋼管的生(sheng)產提供了(le)工藝手段。
熱軋(ya)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)管(guan)控制冷卻(que)工藝技(ji)(ji)術自投(tou)入使(shi)用(yong)(yong)以(yi)來，顯(xian)示出良(liang)好(hao)的(de)(de)應用(yong)(yong)效果(guo)，冷卻(que)后溫度控制精度高，冷卻(que)均勻(yun)，冷卻(que)后鋼(gang)管(guan)管(guan)形(xing)良(liang)好(hao)；產(chan)品(pin)性能(neng)提(ti)(ti)升明顯(xian)，有(you)效解(jie)決(jue)了(le)中厚規(gui)格結構管(guan)軋(ya)態性能(neng)較低，需要(yao)依賴離線(xian)熱處理的(de)(de)問題，實現(xian)了(le)工藝減量化生(sheng)產(chan)；利(li)用(yong)(yong)直(zhi)接(jie)淬(cui)火功(gong)能(neng)實現(xian)了(le)相關產(chan)品(pin)的(de)(de)在線(xian)組織調(diao)控及(ji)(ji)直(zhi)接(jie)淬(cui)火，顯(xian)著(zhu)縮短(duan)工藝流(liu)程。該(gai)技(ji)(ji)術的(de)(de)研發(fa)成(cheng)功(gong)，已成(cheng)為無(wu)縫(feng)(feng)鋼(gang)管(guan)產(chan)品(pin)在線(xian)組織性能(neng)調(diao)控的(de)(de)平(ping)臺(tai)性技(ji)(ji)術手段，為成(cheng)分節(jie)約(yue)型、工藝減量化的(de)(de)熱軋(ya)無(wu)縫(feng)(feng)鋼(gang)管(guan)，以(yi)及(ji)(ji)更高品(pin)質要(yao)求的(de)(de)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)管(guan)產(chan)品(pin)，在組織性能(neng)調(diao)控及(ji)(ji)高效生(sheng)產(chan)工藝的(de)(de)開(kai)發(fa)方(fang)面提(ti)(ti)供關鍵技(ji)(ji)術手段及(ji)(ji)生(sheng)產(chan)支撐，對我國(guo)實現(xian)熱軋(ya)無(wu)縫(feng)(feng)鋼(gang)管(guan)短(duan)流(liu)程綠色化制造(zao)工藝具有(you)重要(yao)意(yi)義。該(gai)項技(ji)(ji)術填補(bu)了(le)國(guo)際(ji)空白，也使(shi)得我國(guo)成(cheng)為在熱軋(ya)無(wu)縫(feng)(feng)鋼(gang)管(guan)領(ling)域首個掌握該(gai)項技(ji)(ji)術并(bing)實現(xian)工業(ye)化應用(yong)(yong)的(de)(de)國(guo)家。2018年(nian)(nian)，該(gai)技(ji)(ji)術入圍世界鋼(gang)協(xie)第9屆“Steelie”年(nian)(nian)度創新(xin)獎。同時，該(gai)技(ji)(ji)術的(de)(de)研發(fa)成(cheng)功(gong)也被我國(guo)鋼(gang)鐵(tie)行業(ye)重要(yao)知名(ming)媒體《世界金屬導(dao)報》評選為2018年(nian)(nian)世界鋼(gang)鐵(tie)工業(ye)十大技(ji)(ji)術要(yao)聞，并(bing)位列首位。
