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(bu)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(xian)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)卻(que)(que)工(gong)藝(yi)實現對(dui)(dui)無(wu)(wu)縫(feng)鋼(gang)管(guan)熱(re)軋(ya)(ya)成(cheng)型后(hou)冷(leng)(leng)卻(que)(que)路徑(jing)的(de)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)，進而(er)通(tong)過(guo)相(xiang)變行為(wei)(wei)調控(kong)(kong)(kong)改變組(zu)(zu)織構(gou)成(cheng)及(ji)(ji)亞結構(gou)特征。從(cong)本(ben)質上來說，在線(xian)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)卻(que)(que)是(shi)通(tong)過(guo)對(dui)(dui)鋼(gang)中相(xiang)及(ji)(ji)其形態、尺度的(de)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)，以達到細晶(jing)強化、析出(chu)強化、位錯強化、相(xiang)變強化等強化機制(zhi)(zhi)效(xiao)果，提(ti)高(gao)鋼(gang)管(guan)的(de)綜(zong)合力(li)學性(xing)能。基(ji)于控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)卻(que)(que)靈活(huo)的(de)工(gong)藝(yi)路徑(jing)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)，針對(dui)(dui)鋼(gang)管(guan)“成(cheng)分高(gao)＋無(wu)(wu)控(kong)(kong)(kong)軋(ya)(ya)”特點，開發(fa)(fa)出(chu)了適于熱(re)軋(ya)(ya)無(wu)(wu)縫(feng)鋼(gang)管(guan)的(de)TMCP-F／B／M工(gong)藝(yi)技術，通(tong)過(guo)快速冷(leng)(leng)卻(que)(que)實現對(dui)(dui)鋼(gang)管(guan)軋(ya)(ya)后(hou)相(xiang)變組(zu)(zu)織的(de)調控(kong)(kong)(kong)，見（圖6-65），充分發(fa)(fa)揮“水是(shi)最廉價的(de)合金元素”的(de)理念(nian)，突破目前熱(re)軋(ya)(ya)無(wu)(wu)縫(feng)鋼(gang)管(guan)產品(pin)(pin)工(gong)藝(yi)開發(fa)(fa)局(ju)限，挖(wa)掘鋼(gang)鐵材料潛能，為(wei)(wei)開發(fa)(fa)低成(cheng)本(ben)、高(gao)性(xing)能、高(gao)附(fu)加值(zhi)管(guan)材產品(pin)(pin)提(ti)供工(gong)藝(yi)平臺。同時，還可針對(dui)(dui)熱(re)軋(ya)(ya)無(wu)(wu)縫(feng)鋼(gang)管(guan)品(pin)(pin)種及(ji)(ji)規格多樣化特點，開發(fa)(fa)出(chu)適于不同工(gong)藝(yi)的(de)高(gao)強度均勻化控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)卻(que)(que)策略。
1. 熱軋無縫鋼管TMCP-F工(gong)藝
針對鐵(tie)素體(ti)(ti)(ti)-珠光(guang)體(ti)(ti)(ti)型無縫鋼管(guan)，利(li)用TMCP-F工藝，即控(kong)制冷(leng)卻終止溫度(du)在鐵(tie)素體(ti)(ti)(ti)相(xiang)變(bian)區，進而獲(huo)得(de)細(xi)化的鐵(tie)素體(ti)(ti)(ti)、珠光(guang)體(ti)(ti)(ti)組織(zhi)，實現熱(re)軋顯微組織(zhi)的在線(xian)調控(kong)，改善(shan)組織(zhi)結構，大(da)幅提升其軋態性(xing)能。典型控(kong)制冷(leng)卻溫度(du)曲(qu)線(xian)如圖(tu)6-66所(suo)示。
2. 熱軋(ya)無縫鋼(gang)管TMCP-B工藝
將控制冷卻(que)終(zhong)冷溫度降(jiang)至貝(bei)氏體轉變溫度區間(jian)，即TMCP-B工藝路徑，可(ke)以獲得貝(bei)氏體組(zu)(zu)織類型的高強度無(wu)縫鋼(gang)管。將貝(bei)氏體引入熱(re)軋無(wu)縫鋼(gang)管組(zu)(zu)織調控中，充分發(fa)揮相變強化(hua)作用，可(ke)實現以較低(di)合金成分生產高鋼(gang)級產品，或一鋼(gang)多(duo)級的減(jian)量化(hua)工藝。
3. 熱軋(ya)無(wu)縫(feng)鋼管TMCP-M工(gong)藝(yi)
將終冷溫度(du)降至馬氏體(ti)相變(bian)區間的(de)(de)TMCP-M工(gong)藝，即控制冷卻的(de)(de)極限冷卻直(zhi)接淬(cui)火（DQ）工(gong)藝。直(zhi)接淬(cui)火后的(de)(de)管形如圖6-67所示。直(zhi)接淬(cui)火后配以適當的(de)(de)回火熱處(chu)(chu)理即DQ-T，可以代替離線調質熱處(chu)(chu)理，省(sheng)卻再加熱淬(cui)火過程，不僅提(ti)高了生產效(xiao)率(lv)，還顯著降低了能(neng)耗，同(tong)時還可提(ti)高材料(liao)的(de)(de)強(qiang)(qiang)韌(ren)性能(neng)，為(wei)更高強(qiang)(qiang)度(du)級別熱軋無縫鋼管的(de)(de)生產提(ti)供了工(gong)藝手段。
熱軋(ya)(ya)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)控制(zhi)冷(leng)卻工(gong)藝(yi)技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)自(zi)投入(ru)使用以來，顯(xian)示出良(liang)好(hao)的(de)(de)應(ying)用效果，冷(leng)卻后(hou)溫(wen)度控制(zhi)精度高，冷(leng)卻均勻，冷(leng)卻后(hou)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)形良(liang)好(hao)；產(chan)品性(xing)(xing)能(neng)提(ti)升明顯(xian)，有效解決了(le)(le)(le)中厚(hou)規格結構管(guan)(guan)(guan)軋(ya)(ya)態性(xing)(xing)能(neng)較低，需要依(yi)賴離(li)線熱處(chu)理的(de)(de)問題，實(shi)(shi)現(xian)了(le)(le)(le)工(gong)藝(yi)減量化(hua)(hua)生(sheng)產(chan)；利用直接(jie)(jie)淬(cui)火功能(neng)實(shi)(shi)現(xian)了(le)(le)(le)相關(guan)產(chan)品的(de)(de)在線組(zu)織(zhi)調(diao)(diao)控及(ji)(ji)直接(jie)(jie)淬(cui)火，顯(xian)著(zhu)縮短(duan)工(gong)藝(yi)流(liu)程。該(gai)技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)的(de)(de)研(yan)發成(cheng)功，已成(cheng)為(wei)無縫(feng)(feng)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)產(chan)品在線組(zu)織(zhi)性(xing)(xing)能(neng)調(diao)(diao)控的(de)(de)平臺性(xing)(xing)技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)手段(duan)，為(wei)成(cheng)分節約型、工(gong)藝(yi)減量化(hua)(hua)的(de)(de)熱軋(ya)(ya)無縫(feng)(feng)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)，以及(ji)(ji)更高品質要求的(de)(de)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)產(chan)品，在組(zu)織(zhi)性(xing)(xing)能(neng)調(diao)(diao)控及(ji)(ji)高效生(sheng)產(chan)工(gong)藝(yi)的(de)(de)開發方面(mian)提(ti)供關(guan)鍵(jian)技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)手段(duan)及(ji)(ji)生(sheng)產(chan)支撐，對我(wo)(wo)國(guo)實(shi)(shi)現(xian)熱軋(ya)(ya)無縫(feng)(feng)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)短(duan)流(liu)程綠色化(hua)(hua)制(zhi)造(zao)工(gong)藝(yi)具(ju)有重(zhong)要意義(yi)。該(gai)項技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)填補(bu)了(le)(le)(le)國(guo)際空白，也使得(de)我(wo)(wo)國(guo)成(cheng)為(wei)在熱軋(ya)(ya)無縫(feng)(feng)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)領域首個(ge)掌握該(gai)項技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)并(bing)實(shi)(shi)現(xian)工(gong)業(ye)化(hua)(hua)應(ying)用的(de)(de)國(guo)家。2018年(nian)，該(gai)技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)入(ru)圍(wei)世界鋼(gang)(gang)(gang)協(xie)第9屆“Steelie”年(nian)度創新獎(jiang)。同時(shi)，該(gai)技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)的(de)(de)研(yan)發成(cheng)功也被我(wo)(wo)國(guo)鋼(gang)(gang)(gang)鐵行業(ye)重(zhong)要知名媒體(ti)《世界金屬(shu)導報(bao)》評選為(wei)2018年(nian)世界鋼(gang)(gang)(gang)鐵工(gong)業(ye)十大技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)要聞(wen)，并(bing)位列首位。
