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(bu)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(yu)在線控(kong)制冷(leng)(leng)卻(que)工(gong)(gong)藝(yi)實現對(dui)(dui)無(wu)縫鋼(gang)(gang)管(guan)熱(re)(re)軋(ya)成型后冷(leng)(leng)卻(que)路徑的(de)控(kong)制，進(jin)而通過相變(bian)行為(wei)調(diao)控(kong)改(gai)變(bian)組(zu)織構成及亞結(jie)構特征(zheng)。從本質上(shang)來說(shuo)，在線控(kong)制冷(leng)(leng)卻(que)是通過對(dui)(dui)鋼(gang)(gang)中相及其形態(tai)、尺度的(de)控(kong)制，以達到細晶(jing)強(qiang)(qiang)化(hua)、析出(chu)(chu)強(qiang)(qiang)化(hua)、位錯強(qiang)(qiang)化(hua)、相變(bian)強(qiang)(qiang)化(hua)等強(qiang)(qiang)化(hua)機制效果(guo)，提高(gao)鋼(gang)(gang)管(guan)的(de)綜合力學性(xing)能(neng)。基于(yu)控(kong)制冷(leng)(leng)卻(que)靈活的(de)工(gong)(gong)藝(yi)路徑控(kong)制，針對(dui)(dui)鋼(gang)(gang)管(guan)“成分(fen)(fen)高(gao)＋無(wu)控(kong)軋(ya)”特點(dian)，開(kai)(kai)發(fa)出(chu)(chu)了(le)適于(yu)熱(re)(re)軋(ya)無(wu)縫鋼(gang)(gang)管(guan)的(de)TMCP-F／B／M工(gong)(gong)藝(yi)技術，通過快(kuai)速(su)冷(leng)(leng)卻(que)實現對(dui)(dui)鋼(gang)(gang)管(guan)軋(ya)后相變(bian)組(zu)織的(de)調(diao)控(kong)，見(jian)（圖(tu)6-65），充(chong)分(fen)(fen)發(fa)揮“水是最(zui)廉(lian)價的(de)合金(jin)元素”的(de)理念，突(tu)破目前熱(re)(re)軋(ya)無(wu)縫鋼(gang)(gang)管(guan)產品工(gong)(gong)藝(yi)開(kai)(kai)發(fa)局限，挖掘鋼(gang)(gang)鐵材料潛(qian)能(neng)，為(wei)開(kai)(kai)發(fa)低成本、高(gao)性(xing)能(neng)、高(gao)附加值管(guan)材產品提供工(gong)(gong)藝(yi)平臺。同時，還(huan)可針對(dui)(dui)熱(re)(re)軋(ya)無(wu)縫鋼(gang)(gang)管(guan)品種及規格多樣化(hua)特點(dian)，開(kai)(kai)發(fa)出(chu)(chu)適于(yu)不同工(gong)(gong)藝(yi)的(de)高(gao)強(qiang)(qiang)度均勻化(hua)控(kong)制冷(leng)(leng)卻(que)策略(lve)。
1. 熱軋無縫鋼管TMCP-F工藝(yi)
針對鐵(tie)素體(ti)-珠光(guang)體(ti)型無縫(feng)鋼管(guan)，利用TMCP-F工藝，即控(kong)制冷(leng)卻終止溫(wen)度在(zai)鐵(tie)素體(ti)相變區，進(jin)而獲得細化(hua)的(de)鐵(tie)素體(ti)、珠光(guang)體(ti)組織，實現熱軋(ya)顯微組織的(de)在(zai)線調控(kong)，改善(shan)組織結(jie)構，大幅提升其軋(ya)態(tai)性能。典型控(kong)制冷(leng)卻溫(wen)度曲線如(ru)圖6-66所示。
2. 熱軋無縫鋼管TMCP-B工藝
將(jiang)(jiang)控制冷卻終冷溫度降至貝(bei)(bei)氏(shi)體(ti)轉變(bian)溫度區間，即(ji)TMCP-B工(gong)藝(yi)路徑，可(ke)以獲(huo)得貝(bei)(bei)氏(shi)體(ti)組織類型的(de)高(gao)強度無縫鋼管(guan)。將(jiang)(jiang)貝(bei)(bei)氏(shi)體(ti)引(yin)入熱軋無縫鋼管(guan)組織調控中，充分(fen)發揮相變(bian)強化作(zuo)用，可(ke)實現以較低(di)合金成(cheng)分(fen)生(sheng)產高(gao)鋼級產品，或一鋼多級的(de)減量化工(gong)藝(yi)。
3. 熱軋(ya)無縫(feng)鋼管(guan)TMCP-M工(gong)藝(yi)
將(jiang)終冷(leng)溫(wen)度(du)降至馬氏體相(xiang)變(bian)區間的TMCP-M工藝(yi)，即(ji)控制(zhi)冷(leng)卻的極(ji)限冷(leng)卻直(zhi)接淬(cui)(cui)火(huo)(huo)（DQ）工藝(yi)。直(zhi)接淬(cui)(cui)火(huo)(huo)后(hou)的管形如圖6-67所示。直(zhi)接淬(cui)(cui)火(huo)(huo)后(hou)配以(yi)適當的回(hui)火(huo)(huo)熱處(chu)理(li)即(ji)DQ-T，可以(yi)代替離線調質熱處(chu)理(li)，省卻再加熱淬(cui)(cui)火(huo)(huo)過(guo)程，不(bu)僅提(ti)(ti)高(gao)(gao)了(le)生(sheng)(sheng)產效率，還顯著降低了(le)能耗，同時還可提(ti)(ti)高(gao)(gao)材料的強(qiang)韌性能，為更高(gao)(gao)強(qiang)度(du)級別熱軋無(wu)縫(feng)鋼管的生(sheng)(sheng)產提(ti)(ti)供了(le)工藝(yi)手段。
熱(re)軋不(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)控制(zhi)冷(leng)卻(que)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)技(ji)(ji)(ji)術(shu)自投入使用(yong)以(yi)來(lai)，顯(xian)示(shi)出良(liang)好的(de)應用(yong)效(xiao)果(guo)，冷(leng)卻(que)后溫度(du)控制(zhi)精度(du)高(gao)，冷(leng)卻(que)均勻，冷(leng)卻(que)后鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)(guan)形良(liang)好；產品性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)提升明顯(xian)，有效(xiao)解決(jue)了(le)中厚(hou)規(gui)格結(jie)構(gou)管(guan)(guan)(guan)(guan)軋態(tai)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)較低，需(xu)要(yao)(yao)依賴離線(xian)熱(re)處(chu)理(li)的(de)問題，實現了(le)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)減量化(hua)生(sheng)產；利用(yong)直接淬火(huo)功(gong)能(neng)(neng)實現了(le)相關產品的(de)在線(xian)組織調(diao)(diao)控及(ji)直接淬火(huo)，顯(xian)著縮短工(gong)(gong)藝(yi)(yi)流程(cheng)。該(gai)技(ji)(ji)(ji)術(shu)的(de)研(yan)發成(cheng)(cheng)(cheng)功(gong)，已成(cheng)(cheng)(cheng)為無(wu)(wu)縫(feng)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)產品在線(xian)組織性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)調(diao)(diao)控的(de)平臺(tai)性(xing)(xing)(xing)技(ji)(ji)(ji)術(shu)手段，為成(cheng)(cheng)(cheng)分節約型、工(gong)(gong)藝(yi)(yi)減量化(hua)的(de)熱(re)軋無(wu)(wu)縫(feng)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)，以(yi)及(ji)更高(gao)品質要(yao)(yao)求的(de)不(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)產品，在組織性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)調(diao)(diao)控及(ji)高(gao)效(xiao)生(sheng)產工(gong)(gong)藝(yi)(yi)的(de)開發方面提供關鍵技(ji)(ji)(ji)術(shu)手段及(ji)生(sheng)產支撐，對我(wo)國(guo)實現熱(re)軋無(wu)(wu)縫(feng)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)短流程(cheng)綠色化(hua)制(zhi)造工(gong)(gong)藝(yi)(yi)具有重(zhong)要(yao)(yao)意(yi)義。該(gai)項技(ji)(ji)(ji)術(shu)填(tian)補了(le)國(guo)際(ji)空白(bai)，也使得我(wo)國(guo)成(cheng)(cheng)(cheng)為在熱(re)軋無(wu)(wu)縫(feng)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)(guan)領域(yu)首個掌(zhang)握該(gai)項技(ji)(ji)(ji)術(shu)并(bing)(bing)實現工(gong)(gong)業(ye)化(hua)應用(yong)的(de)國(guo)家(jia)。2018年(nian)，該(gai)技(ji)(ji)(ji)術(shu)入圍世(shi)界鋼(gang)協第9屆(jie)“Steelie”年(nian)度(du)創新獎。同時(shi)，該(gai)技(ji)(ji)(ji)術(shu)的(de)研(yan)發成(cheng)(cheng)(cheng)功(gong)也被我(wo)國(guo)鋼(gang)鐵(tie)行(xing)業(ye)重(zhong)要(yao)(yao)知名媒體《世(shi)界金屬導報》評(ping)選為2018年(nian)世(shi)界鋼(gang)鐵(tie)工(gong)(gong)業(ye)十(shi)大技(ji)(ji)(ji)術(shu)要(yao)(yao)聞，并(bing)(bing)位(wei)列首位(wei)。
