在熱軋不(bu)銹(xiu)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)冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)工(gong)藝實(shi)(shi)現對無縫鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)熱軋(ya)(ya)成型后冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)路徑(jing)的(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)，進而(er)通(tong)過(guo)(guo)相(xiang)變行為(wei)調(diao)控(kong)改變組織構成及亞(ya)結構特(te)征。從本(ben)質上來(lai)說(shuo)，在(zai)線控(kong)制(zhi)冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)是通(tong)過(guo)(guo)對鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中相(xiang)及其形(xing)態、尺度的(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)，以(yi)達(da)到細晶強(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)、析出強(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)、位錯強(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)、相(xiang)變強(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)等強(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)機制(zhi)效果，提(ti)高(gao)(gao)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)綜合(he)力(li)學性能。基(ji)于控(kong)制(zhi)冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)靈活的(de)(de)(de)工(gong)藝路徑(jing)控(kong)制(zhi)，針對鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)“成分高(gao)(gao)＋無控(kong)軋(ya)(ya)”特(te)點(dian)，開發(fa)出了適于熱軋(ya)(ya)無縫鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)TMCP-F／B／M工(gong)藝技術，通(tong)過(guo)(guo)快速冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)實(shi)(shi)現對鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)軋(ya)(ya)后相(xiang)變組織的(de)(de)(de)調(diao)控(kong)，見（圖6-65），充(chong)分發(fa)揮“水是最廉價的(de)(de)(de)合(he)金元(yuan)素”的(de)(de)(de)理念，突破目(mu)前(qian)熱軋(ya)(ya)無縫鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)產品(pin)(pin)工(gong)藝開發(fa)局限，挖掘鋼(gang)(gang)(gang)(gang)鐵材(cai)料潛能，為(wei)開發(fa)低成本(ben)、高(gao)(gao)性能、高(gao)(gao)附(fu)加值管(guan)(guan)(guan)材(cai)產品(pin)(pin)提(ti)供工(gong)藝平臺。同時，還可針對熱軋(ya)(ya)無縫鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)品(pin)(pin)種及規格多樣化(hua)特(te)點(dian)，開發(fa)出適于不同工(gong)藝的(de)(de)(de)高(gao)(gao)強(qiang)(qiang)(qiang)度均勻(yun)化(hua)控(kong)制(zhi)冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)策略。
1. 熱軋(ya)無(wu)縫(feng)鋼管TMCP-F工藝(yi)
針對鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體-珠光體型無(wu)縫鋼管，利(li)用TMCP-F工藝，即控制冷(leng)(leng)卻終止溫(wen)度在鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體相變區，進而獲得細化的鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體、珠光體組(zu)織，實(shi)現熱軋(ya)顯微(wei)組(zu)織的在線調控，改善(shan)組(zu)織結構，大幅提(ti)升其(qi)軋(ya)態性(xing)能。典型控制冷(leng)(leng)卻溫(wen)度曲線如圖6-66所示。
2. 熱軋無縫鋼(gang)管TMCP-B工藝
將(jiang)控(kong)制冷卻終(zhong)冷溫度(du)(du)降至(zhi)貝(bei)氏(shi)體(ti)轉變(bian)溫度(du)(du)區間，即TMCP-B工藝(yi)路徑，可以(yi)獲得貝(bei)氏(shi)體(ti)組織類(lei)型的高(gao)強(qiang)度(du)(du)無縫鋼管(guan)(guan)。將(jiang)貝(bei)氏(shi)體(ti)引入熱軋(ya)無縫鋼管(guan)(guan)組織調控(kong)中，充分(fen)發揮相變(bian)強(qiang)化(hua)作(zuo)用(yong)，可實現以(yi)較低合金成(cheng)分(fen)生產(chan)高(gao)鋼級產(chan)品，或(huo)一鋼多級的減量化(hua)工藝(yi)。
3. 熱(re)軋無縫鋼管(guan)TMCP-M工(gong)藝(yi)
將(jiang)終冷(leng)溫度降至馬氏體(ti)相變區間的(de)(de)TMCP-M工(gong)(gong)藝(yi)，即控制(zhi)冷(leng)卻(que)的(de)(de)極限冷(leng)卻(que)直(zhi)接(jie)淬(cui)(cui)火（DQ）工(gong)(gong)藝(yi)。直(zhi)接(jie)淬(cui)(cui)火后(hou)的(de)(de)管形如圖6-67所示。直(zhi)接(jie)淬(cui)(cui)火后(hou)配以(yi)(yi)適當(dang)的(de)(de)回(hui)火熱處(chu)理(li)即DQ-T，可(ke)以(yi)(yi)代替(ti)離線調(diao)質熱處(chu)理(li)，省卻(que)再(zai)加熱淬(cui)(cui)火過程，不僅(jin)提(ti)高(gao)(gao)了生產效率，還顯著降低了能耗(hao)，同時還可(ke)提(ti)高(gao)(gao)材料的(de)(de)強韌性能，為更高(gao)(gao)強度級(ji)別熱軋(ya)無縫(feng)鋼管的(de)(de)生產提(ti)供了工(gong)(gong)藝(yi)手段。
熱軋(ya)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)控制冷卻(que)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)技(ji)(ji)(ji)術(shu)自投(tou)入使用以(yi)來，顯示出(chu)良(liang)好的應(ying)用效果，冷卻(que)后(hou)溫(wen)度(du)控制精度(du)高，冷卻(que)均勻，冷卻(que)后(hou)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)管(guan)(guan)形良(liang)好；產(chan)(chan)品(pin)性能(neng)提(ti)升明顯，有(you)效解決了中厚規格結構管(guan)(guan)軋(ya)態性能(neng)較低，需要依賴離線熱處理的問題，實(shi)現(xian)了工(gong)(gong)藝(yi)(yi)減(jian)量化生(sheng)產(chan)(chan)；利用直接(jie)淬火功(gong)(gong)能(neng)實(shi)現(xian)了相關(guan)產(chan)(chan)品(pin)的在線組(zu)織調控及直接(jie)淬火，顯著(zhu)縮短工(gong)(gong)藝(yi)(yi)流程(cheng)。該(gai)(gai)技(ji)(ji)(ji)術(shu)的研發成(cheng)功(gong)(gong)，已成(cheng)為無(wu)縫鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)產(chan)(chan)品(pin)在線組(zu)織性能(neng)調控的平臺(tai)性技(ji)(ji)(ji)術(shu)手(shou)段(duan)，為成(cheng)分節約型(xing)、工(gong)(gong)藝(yi)(yi)減(jian)量化的熱軋(ya)無(wu)縫鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)，以(yi)及更(geng)高品(pin)質要求的不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)產(chan)(chan)品(pin)，在組(zu)織性能(neng)調控及高效生(sheng)產(chan)(chan)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)的開發方面提(ti)供關(guan)鍵技(ji)(ji)(ji)術(shu)手(shou)段(duan)及生(sheng)產(chan)(chan)支撐，對我(wo)國(guo)實(shi)現(xian)熱軋(ya)無(wu)縫鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)短流程(cheng)綠色化制造工(gong)(gong)藝(yi)(yi)具有(you)重要意義。該(gai)(gai)項(xiang)技(ji)(ji)(ji)術(shu)填(tian)補了國(guo)際空白(bai)，也(ye)使得(de)我(wo)國(guo)成(cheng)為在熱軋(ya)無(wu)縫鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)領(ling)域(yu)首個掌握該(gai)(gai)項(xiang)技(ji)(ji)(ji)術(shu)并實(shi)現(xian)工(gong)(gong)業(ye)化應(ying)用的國(guo)家。2018年，該(gai)(gai)技(ji)(ji)(ji)術(shu)入圍世(shi)(shi)界鋼(gang)(gang)(gang)協(xie)第(di)9屆“Steelie”年度(du)創新獎。同時(shi)，該(gai)(gai)技(ji)(ji)(ji)術(shu)的研發成(cheng)功(gong)(gong)也(ye)被我(wo)國(guo)鋼(gang)(gang)(gang)鐵(tie)(tie)行(xing)業(ye)重要知名媒體《世(shi)(shi)界金屬導報》評(ping)選為2018年世(shi)(shi)界鋼(gang)(gang)(gang)鐵(tie)(tie)工(gong)(gong)業(ye)十大技(ji)(ji)(ji)術(shu)要聞，并位列首位。
