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)于在(zai)線控(kong)制(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)卻(que)(que)工(gong)藝(yi)(yi)實現對無縫(feng)(feng)鋼管(guan)(guan)(guan)熱(re)軋(ya)(ya)成(cheng)型后冷(leng)(leng)卻(que)(que)路徑的(de)控(kong)制(zhi)(zhi)，進而通過(guo)相(xiang)(xiang)變行為(wei)調(diao)控(kong)改(gai)變組織(zhi)構成(cheng)及(ji)亞結構特征。從本質上來說，在(zai)線控(kong)制(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)卻(que)(que)是通過(guo)對鋼中相(xiang)(xiang)及(ji)其形(xing)態、尺度(du)的(de)控(kong)制(zhi)(zhi)，以達到細晶強化(hua)(hua)、析出強化(hua)(hua)、位(wei)錯強化(hua)(hua)、相(xiang)(xiang)變強化(hua)(hua)等強化(hua)(hua)機制(zhi)(zhi)效果，提高(gao)鋼管(guan)(guan)(guan)的(de)綜合(he)(he)力學性(xing)能(neng)。基(ji)于控(kong)制(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)卻(que)(que)靈(ling)活的(de)工(gong)藝(yi)(yi)路徑控(kong)制(zhi)(zhi)，針(zhen)對鋼管(guan)(guan)(guan)“成(cheng)分(fen)高(gao)＋無控(kong)軋(ya)(ya)”特點(dian)，開(kai)發(fa)出了適于熱(re)軋(ya)(ya)無縫(feng)(feng)鋼管(guan)(guan)(guan)的(de)TMCP-F／B／M工(gong)藝(yi)(yi)技(ji)術，通過(guo)快速冷(leng)(leng)卻(que)(que)實現對鋼管(guan)(guan)(guan)軋(ya)(ya)后相(xiang)(xiang)變組織(zhi)的(de)調(diao)控(kong)，見（圖6-65），充分(fen)發(fa)揮(hui)“水是最廉價的(de)合(he)(he)金元素”的(de)理念，突破目前(qian)熱(re)軋(ya)(ya)無縫(feng)(feng)鋼管(guan)(guan)(guan)產品工(gong)藝(yi)(yi)開(kai)發(fa)局(ju)限(xian)，挖掘鋼鐵材料潛能(neng)，為(wei)開(kai)發(fa)低成(cheng)本、高(gao)性(xing)能(neng)、高(gao)附加值管(guan)(guan)(guan)材產品提供工(gong)藝(yi)(yi)平臺。同時，還可針(zhen)對熱(re)軋(ya)(ya)無縫(feng)(feng)鋼管(guan)(guan)(guan)品種及(ji)規格(ge)多樣化(hua)(hua)特點(dian)，開(kai)發(fa)出適于不同工(gong)藝(yi)(yi)的(de)高(gao)強度(du)均(jun)勻化(hua)(hua)控(kong)制(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)卻(que)(que)策略(lve)。
1. 熱軋無縫鋼管TMCP-F工藝
針對鐵(tie)素體(ti)(ti)-珠光(guang)(guang)體(ti)(ti)型無(wu)縫鋼管，利用TMCP-F工藝，即控(kong)制(zhi)冷卻終止溫度(du)在(zai)鐵(tie)素體(ti)(ti)相變區，進而獲得細化的(de)鐵(tie)素體(ti)(ti)、珠光(guang)(guang)體(ti)(ti)組(zu)織(zhi)，實現熱軋(ya)顯(xian)微組(zu)織(zhi)的(de)在(zai)線(xian)調控(kong)，改(gai)善組(zu)織(zhi)結(jie)構，大幅提升其軋(ya)態性(xing)能。典型控(kong)制(zhi)冷卻溫度(du)曲(qu)線(xian)如圖6-66所示。
2. 熱軋(ya)無(wu)縫(feng)鋼管TMCP-B工藝
將(jiang)控制冷(leng)卻終冷(leng)溫(wen)度(du)降(jiang)至貝(bei)(bei)氏(shi)體(ti)轉變(bian)溫(wen)度(du)區間，即TMCP-B工藝路徑(jing)，可以獲得貝(bei)(bei)氏(shi)體(ti)組(zu)織(zhi)類型的高強度(du)無(wu)縫(feng)鋼(gang)管。將(jiang)貝(bei)(bei)氏(shi)體(ti)引入熱軋無(wu)縫(feng)鋼(gang)管組(zu)織(zhi)調控中，充分(fen)發(fa)揮相(xiang)變(bian)強化作用，可實現以較低(di)合金成分(fen)生產(chan)高鋼(gang)級產(chan)品，或一鋼(gang)多級的減量化工藝。
3. 熱(re)軋(ya)無縫鋼管TMCP-M工(gong)藝(yi)
將(jiang)終冷溫(wen)度降至(zhi)馬氏體相變區間(jian)的(de)TMCP-M工藝，即控制冷卻(que)的(de)極限冷卻(que)直(zhi)接淬(cui)火(huo)(huo)（DQ）工藝。直(zhi)接淬(cui)火(huo)(huo)后(hou)的(de)管形如(ru)圖6-67所示。直(zhi)接淬(cui)火(huo)(huo)后(hou)配(pei)以(yi)適當的(de)回火(huo)(huo)熱(re)處理(li)(li)即DQ-T，可(ke)以(yi)代替離線(xian)調(diao)質(zhi)熱(re)處理(li)(li)，省卻(que)再加熱(re)淬(cui)火(huo)(huo)過程(cheng)，不僅提(ti)高(gao)了(le)生產效(xiao)率，還顯著降低了(le)能(neng)耗，同時還可(ke)提(ti)高(gao)材料(liao)的(de)強(qiang)(qiang)韌性能(neng)，為更(geng)高(gao)強(qiang)(qiang)度級別熱(re)軋無縫鋼管的(de)生產提(ti)供了(le)工藝手段(duan)。
熱(re)軋(ya)不銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管控制冷(leng)卻(que)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)技術自投入使用(yong)以(yi)來，顯(xian)示出良(liang)好的(de)(de)應用(yong)效果，冷(leng)卻(que)后(hou)溫度控制精(jing)度高，冷(leng)卻(que)均勻，冷(leng)卻(que)后(hou)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管管形良(liang)好；產品性能提升明顯(xian)，有效解決了(le)中厚(hou)規(gui)格結(jie)構管軋(ya)態(tai)性能較低，需要(yao)依賴離(li)線熱(re)處理(li)的(de)(de)問題，實(shi)現了(le)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)減量(liang)(liang)化生產；利(li)用(yong)直(zhi)接淬火功(gong)(gong)能實(shi)現了(le)相關產品的(de)(de)在線組織調(diao)控及直(zhi)接淬火，顯(xian)著縮短(duan)(duan)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)流(liu)程(cheng)。該(gai)(gai)技術的(de)(de)研發成(cheng)功(gong)(gong)，已成(cheng)為(wei)(wei)無(wu)縫鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管產品在線組織性能調(diao)控的(de)(de)平臺(tai)性技術手(shou)段，為(wei)(wei)成(cheng)分節(jie)約型、工(gong)(gong)(gong)藝(yi)減量(liang)(liang)化的(de)(de)熱(re)軋(ya)無(wu)縫鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管，以(yi)及更(geng)高品質(zhi)要(yao)求的(de)(de)不銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管產品，在組織性能調(diao)控及高效生產工(gong)(gong)(gong)藝(yi)的(de)(de)開發方面提供(gong)關鍵技術手(shou)段及生產支(zhi)撐，對我(wo)國(guo)實(shi)現熱(re)軋(ya)無(wu)縫鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管短(duan)(duan)流(liu)程(cheng)綠色化制造(zao)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)具有重要(yao)意義。該(gai)(gai)項技術填補了(le)國(guo)際空白，也使得我(wo)國(guo)成(cheng)為(wei)(wei)在熱(re)軋(ya)無(wu)縫鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管領域首(shou)個掌握該(gai)(gai)項技術并實(shi)現工(gong)(gong)(gong)業化應用(yong)的(de)(de)國(guo)家(jia)。2018年，該(gai)(gai)技術入圍世(shi)界鋼(gang)(gang)(gang)(gang)協第9屆“Steelie”年度創新獎。同時，該(gai)(gai)技術的(de)(de)研發成(cheng)功(gong)(gong)也被我(wo)國(guo)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)鐵(tie)行(xing)業重要(yao)知名(ming)媒體《世(shi)界金屬導報》評(ping)選為(wei)(wei)2018年世(shi)界鋼(gang)(gang)(gang)(gang)鐵(tie)工(gong)(gong)(gong)業十大技術要(yao)聞，并位(wei)列首(shou)位(wei)。
