在熱軋不銹鋼(gang)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(bu)銹(xiu)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。
基于在線控制冷(leng)卻工(gong)藝實(shi)現對無縫鋼(gang)(gang)(gang)管熱(re)軋(ya)(ya)成型后(hou)冷(leng)卻路徑的(de)(de)(de)控制，進而通過相(xiang)變行為調(diao)(diao)控改變組織構(gou)成及亞結構(gou)特征(zheng)。從本質(zhi)上來說，在線控制冷(leng)卻是通過對鋼(gang)(gang)(gang)中相(xiang)及其形態、尺度的(de)(de)(de)控制，以達到細晶強(qiang)(qiang)化、析(xi)出強(qiang)(qiang)化、位錯強(qiang)(qiang)化、相(xiang)變強(qiang)(qiang)化等強(qiang)(qiang)化機制效(xiao)果，提高鋼(gang)(gang)(gang)管的(de)(de)(de)綜合(he)力學性能。基于控制冷(leng)卻靈活(huo)的(de)(de)(de)工(gong)藝路徑控制，針(zhen)對鋼(gang)(gang)(gang)管“成分(fen)高＋無控軋(ya)(ya)”特點，開發(fa)(fa)出了適于熱(re)軋(ya)(ya)無縫鋼(gang)(gang)(gang)管的(de)(de)(de)TMCP-F／B／M工(gong)藝技(ji)術，通過快速冷(leng)卻實(shi)現對鋼(gang)(gang)(gang)管軋(ya)(ya)后(hou)相(xiang)變組織的(de)(de)(de)調(diao)(diao)控，見（圖6-65），充分(fen)發(fa)(fa)揮“水是最(zui)廉價的(de)(de)(de)合(he)金元(yuan)素”的(de)(de)(de)理念，突破(po)目(mu)前熱(re)軋(ya)(ya)無縫鋼(gang)(gang)(gang)管產(chan)品工(gong)藝開發(fa)(fa)局限，挖掘鋼(gang)(gang)(gang)鐵材料潛(qian)能，為開發(fa)(fa)低成本、高性能、高附加值(zhi)管材產(chan)品提供(gong)工(gong)藝平臺。同(tong)時(shi)，還可針(zhen)對熱(re)軋(ya)(ya)無縫鋼(gang)(gang)(gang)管品種及規格多樣(yang)化特點，開發(fa)(fa)出適于不同(tong)工(gong)藝的(de)(de)(de)高強(qiang)(qiang)度均勻(yun)化控制冷(leng)卻策(ce)略(lve)。
1. 熱軋無縫鋼管TMCP-F工藝
針對鐵(tie)素(su)體(ti)-珠光體(ti)型無(wu)縫(feng)鋼(gang)管，利用TMCP-F工藝，即控制冷(leng)卻終(zhong)止溫(wen)度在鐵(tie)素(su)體(ti)相(xiang)變區，進(jin)而獲得細化的鐵(tie)素(su)體(ti)、珠光體(ti)組(zu)織(zhi)，實現熱軋顯(xian)微組(zu)織(zhi)的在線調控，改善組(zu)織(zhi)結構，大幅提升其(qi)軋態(tai)性能。典型控制冷(leng)卻溫(wen)度曲線如圖6-66所示。
2. 熱軋無縫鋼管TMCP-B工藝(yi)
將控制冷(leng)卻終冷(leng)溫(wen)(wen)度(du)降至貝(bei)氏體(ti)轉變溫(wen)(wen)度(du)區間，即TMCP-B工(gong)(gong)藝路徑，可以獲(huo)得貝(bei)氏體(ti)組織(zhi)類(lei)型(xing)的高(gao)強(qiang)度(du)無(wu)縫鋼(gang)管。將貝(bei)氏體(ti)引入熱軋無(wu)縫鋼(gang)管組織(zhi)調(diao)控中，充(chong)分(fen)發揮相變強(qiang)化(hua)作用，可實(shi)現以較低合金成分(fen)生(sheng)產(chan)高(gao)鋼(gang)級(ji)產(chan)品，或(huo)一鋼(gang)多級(ji)的減量化(hua)工(gong)(gong)藝。
3. 熱軋(ya)無縫(feng)鋼(gang)管TMCP-M工藝
將終冷溫(wen)度(du)降至馬氏體相變區間的(de)TMCP-M工藝，即(ji)控制(zhi)冷卻(que)的(de)極(ji)限(xian)冷卻(que)直(zhi)接淬(cui)火（DQ）工藝。直(zhi)接淬(cui)火后的(de)管(guan)形如(ru)圖(tu)6-67所示。直(zhi)接淬(cui)火后配以適當的(de)回火熱(re)(re)處理(li)即(ji)DQ-T，可以代(dai)替離線調質熱(re)(re)處理(li)，省卻(que)再加熱(re)(re)淬(cui)火過程，不僅提(ti)(ti)高了生產效率，還(huan)顯著(zhu)降低了能耗，同時還(huan)可提(ti)(ti)高材料的(de)強(qiang)韌性能，為更高強(qiang)度(du)級別熱(re)(re)軋無縫鋼管(guan)的(de)生產提(ti)(ti)供了工藝手段。
熱(re)軋不銹鋼管控制冷(leng)卻(que)工藝(yi)(yi)技(ji)術(shu)自投入(ru)使用以來(lai)，顯示出(chu)良好(hao)的應用效果，冷(leng)卻(que)后溫度控制精度高(gao)(gao)，冷(leng)卻(que)均(jun)勻，冷(leng)卻(que)后鋼管管形良好(hao)；產(chan)品性能提(ti)升(sheng)明顯，有效解決(jue)了(le)中厚規格結構管軋態性能較低，需(xu)要依賴離線(xian)熱(re)處(chu)理(li)的問題，實(shi)(shi)(shi)現(xian)了(le)工藝(yi)(yi)減(jian)(jian)量化生(sheng)產(chan)；利用直(zhi)接(jie)淬(cui)火功能實(shi)(shi)(shi)現(xian)了(le)相關(guan)產(chan)品的在(zai)線(xian)組(zu)(zu)(zu)織(zhi)調控及(ji)(ji)直(zhi)接(jie)淬(cui)火，顯著縮短(duan)工藝(yi)(yi)流(liu)程。該技(ji)術(shu)的研發成功，已成為(wei)無縫鋼管產(chan)品在(zai)線(xian)組(zu)(zu)(zu)織(zhi)性能調控的平臺性技(ji)術(shu)手(shou)段，為(wei)成分節(jie)約型、工藝(yi)(yi)減(jian)(jian)量化的熱(re)軋無縫鋼管，以及(ji)(ji)更(geng)高(gao)(gao)品質要求的不銹鋼管產(chan)品，在(zai)組(zu)(zu)(zu)織(zhi)性能調控及(ji)(ji)高(gao)(gao)效生(sheng)產(chan)工藝(yi)(yi)的開發方面提(ti)供關(guan)鍵技(ji)術(shu)手(shou)段及(ji)(ji)生(sheng)產(chan)支撐，對(dui)我國(guo)實(shi)(shi)(shi)現(xian)熱(re)軋無縫鋼管短(duan)流(liu)程綠色化制造(zao)工藝(yi)(yi)具有重要意義。該項(xiang)技(ji)術(shu)填補(bu)了(le)國(guo)際空白(bai)，也(ye)(ye)使得我國(guo)成為(wei)在(zai)熱(re)軋無縫鋼管領域首個掌握該項(xiang)技(ji)術(shu)并(bing)實(shi)(shi)(shi)現(xian)工業(ye)(ye)化應用的國(guo)家。2018年，該技(ji)術(shu)入(ru)圍世界(jie)鋼協第9屆“Steelie”年度創(chuang)新獎(jiang)。同(tong)時，該技(ji)術(shu)的研發成功也(ye)(ye)被我國(guo)鋼鐵行業(ye)(ye)重要知(zhi)名媒體《世界(jie)金屬(shu)導報》評(ping)選為(wei)2018年世界(jie)鋼鐵工業(ye)(ye)十大技(ji)術(shu)要聞，并(bing)位列首位。
