在熱軋不銹鋼管(guan)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。
基于在(zai)線控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)冷(leng)卻(que)工(gong)(gong)藝(yi)實(shi)現對無(wu)縫(feng)(feng)(feng)鋼(gang)管熱(re)(re)軋(ya)(ya)成型后冷(leng)卻(que)路徑(jing)的(de)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)，進而通(tong)(tong)(tong)過(guo)相變(bian)(bian)行(xing)為調控(kong)改變(bian)(bian)組織構成及亞結構特征。從本(ben)質上(shang)來說，在(zai)線控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)冷(leng)卻(que)是通(tong)(tong)(tong)過(guo)對鋼(gang)中相及其形態、尺度的(de)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)，以達到(dao)細晶強(qiang)化(hua)(hua)、析(xi)出強(qiang)化(hua)(hua)、位錯(cuo)強(qiang)化(hua)(hua)、相變(bian)(bian)強(qiang)化(hua)(hua)等強(qiang)化(hua)(hua)機制(zhi)(zhi)(zhi)效(xiao)果，提高(gao)鋼(gang)管的(de)綜合力(li)學性能。基于控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)冷(leng)卻(que)靈活(huo)的(de)工(gong)(gong)藝(yi)路徑(jing)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)，針對鋼(gang)管“成分高(gao)＋無(wu)控(kong)軋(ya)(ya)”特點，開(kai)發(fa)(fa)出了(le)適(shi)于熱(re)(re)軋(ya)(ya)無(wu)縫(feng)(feng)(feng)鋼(gang)管的(de)TMCP-F／B／M工(gong)(gong)藝(yi)技術，通(tong)(tong)(tong)過(guo)快速冷(leng)卻(que)實(shi)現對鋼(gang)管軋(ya)(ya)后相變(bian)(bian)組織的(de)調控(kong)，見（圖6-65），充分發(fa)(fa)揮“水是最廉價的(de)合金元素”的(de)理念，突(tu)破目前(qian)熱(re)(re)軋(ya)(ya)無(wu)縫(feng)(feng)(feng)鋼(gang)管產品工(gong)(gong)藝(yi)開(kai)發(fa)(fa)局限，挖掘鋼(gang)鐵(tie)材(cai)料潛能，為開(kai)發(fa)(fa)低成本(ben)、高(gao)性能、高(gao)附加值管材(cai)產品提供工(gong)(gong)藝(yi)平臺。同(tong)時(shi)，還可(ke)針對熱(re)(re)軋(ya)(ya)無(wu)縫(feng)(feng)(feng)鋼(gang)管品種(zhong)及規格多樣化(hua)(hua)特點，開(kai)發(fa)(fa)出適(shi)于不同(tong)工(gong)(gong)藝(yi)的(de)高(gao)強(qiang)度均勻化(hua)(hua)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)冷(leng)卻(que)策略(lve)。
1. 熱軋無縫(feng)鋼管(guan)TMCP-F工藝(yi)
針對(dui)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)-珠光(guang)體(ti)(ti)型(xing)無縫鋼管(guan)，利用TMCP-F工藝，即控制冷卻(que)終止溫度在鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)相(xiang)變區，進而(er)獲得細(xi)化(hua)的鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)、珠光(guang)體(ti)(ti)組織(zhi)(zhi)，實(shi)現熱軋顯微(wei)組織(zhi)(zhi)的在線(xian)調控，改善組織(zhi)(zhi)結構，大幅提升(sheng)其軋態性能。典型(xing)控制冷卻(que)溫度曲線(xian)如圖6-66所示。
2. 熱軋無(wu)縫鋼管(guan)TMCP-B工藝
將控制冷卻(que)終冷溫度降至貝氏體(ti)(ti)轉變(bian)溫度區間，即(ji)TMCP-B工藝路徑，可(ke)以(yi)獲得貝氏體(ti)(ti)組織類型的高(gao)強度無縫(feng)鋼管。將貝氏體(ti)(ti)引入熱(re)軋無縫(feng)鋼管組織調控中，充分發(fa)揮相(xiang)變(bian)強化作用，可(ke)實現以(yi)較低合金成分生(sheng)產高(gao)鋼級(ji)產品，或(huo)一鋼多級(ji)的減量(liang)化工藝。
3. 熱軋無縫鋼(gang)管TMCP-M工(gong)藝
將終冷溫度降至馬(ma)氏體相變區間的(de)(de)TMCP-M工(gong)藝，即控制冷卻的(de)(de)極限(xian)冷卻直接淬(cui)火（DQ）工(gong)藝。直接淬(cui)火后(hou)的(de)(de)管(guan)形如圖6-67所示。直接淬(cui)火后(hou)配(pei)以適當(dang)的(de)(de)回火熱處(chu)理即DQ-T，可(ke)以代替(ti)離線調質熱處(chu)理，省卻再加熱淬(cui)火過程，不僅提高(gao)了生產(chan)效率，還顯著降低了能(neng)耗，同時(shi)還可(ke)提高(gao)材料的(de)(de)強韌性能(neng)，為更(geng)高(gao)強度級別熱軋無縫鋼管(guan)的(de)(de)生產(chan)提供了工(gong)藝手(shou)段。
熱(re)軋(ya)(ya)不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)控(kong)制(zhi)冷卻(que)工(gong)藝(yi)(yi)技(ji)術(shu)(shu)自投(tou)入(ru)使用(yong)(yong)以(yi)來，顯示出良好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)(yong)效果，冷卻(que)后溫度控(kong)制(zhi)精度高(gao)，冷卻(que)均勻(yun)，冷卻(que)后鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)形良好(hao)；產(chan)品(pin)(pin)性能(neng)提(ti)升明顯，有效解(jie)決了中厚規格結(jie)構管(guan)(guan)(guan)軋(ya)(ya)態(tai)性能(neng)較低(di)，需要(yao)依賴離線(xian)熱(re)處理的(de)(de)(de)(de)(de)問題，實現了工(gong)藝(yi)(yi)減(jian)量化(hua)生(sheng)產(chan)；利用(yong)(yong)直(zhi)接(jie)淬火(huo)(huo)功能(neng)實現了相關產(chan)品(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)在線(xian)組織調控(kong)及(ji)(ji)直(zhi)接(jie)淬火(huo)(huo)，顯著(zhu)縮短工(gong)藝(yi)(yi)流程。該技(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)研發成功，已(yi)成為無(wu)縫(feng)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)產(chan)品(pin)(pin)在線(xian)組織性能(neng)調控(kong)的(de)(de)(de)(de)(de)平(ping)臺性技(ji)術(shu)(shu)手段(duan)，為成分節約(yue)型、工(gong)藝(yi)(yi)減(jian)量化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)軋(ya)(ya)無(wu)縫(feng)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)，以(yi)及(ji)(ji)更高(gao)品(pin)(pin)質(zhi)要(yao)求的(de)(de)(de)(de)(de)不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)產(chan)品(pin)(pin)，在組織性能(neng)調控(kong)及(ji)(ji)高(gao)效生(sheng)產(chan)工(gong)藝(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)開發方面提(ti)供關鍵技(ji)術(shu)(shu)手段(duan)及(ji)(ji)生(sheng)產(chan)支撐，對(dui)我(wo)國(guo)實現熱(re)軋(ya)(ya)無(wu)縫(feng)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)短流程綠色化(hua)制(zhi)造工(gong)藝(yi)(yi)具有重(zhong)要(yao)意義。該項(xiang)技(ji)術(shu)(shu)填(tian)補了國(guo)際空白，也(ye)(ye)使得我(wo)國(guo)成為在熱(re)軋(ya)(ya)無(wu)縫(feng)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)領(ling)域首(shou)個掌握該項(xiang)技(ji)術(shu)(shu)并(bing)實現工(gong)業(ye)化(hua)應用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)國(guo)家。2018年(nian)(nian)，該技(ji)術(shu)(shu)入(ru)圍世界(jie)鋼(gang)協第9屆“Steelie”年(nian)(nian)度創新獎。同(tong)時(shi)，該技(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)研發成功也(ye)(ye)被我(wo)國(guo)鋼(gang)鐵行業(ye)重(zhong)要(yao)知名媒體(ti)《世界(jie)金屬導報》評(ping)選為2018年(nian)(nian)世界(jie)鋼(gang)鐵工(gong)業(ye)十大技(ji)術(shu)(shu)要(yao)聞，并(bing)位列(lie)首(shou)位。
