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。
基于在線控(kong)制(zhi)(zhi)冷(leng)卻工藝(yi)(yi)實現對(dui)(dui)無(wu)縫(feng)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)熱(re)(re)(re)軋(ya)(ya)成型后冷(leng)卻路徑(jing)的控(kong)制(zhi)(zhi)，進而通(tong)(tong)過(guo)(guo)相(xiang)變行為(wei)調控(kong)改變組織構(gou)(gou)成及(ji)亞結構(gou)(gou)特(te)(te)征(zheng)。從本質上(shang)來說，在線控(kong)制(zhi)(zhi)冷(leng)卻是通(tong)(tong)過(guo)(guo)對(dui)(dui)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中相(xiang)及(ji)其形態、尺度的控(kong)制(zhi)(zhi)，以達(da)到(dao)細(xi)晶強(qiang)化(hua)(hua)(hua)、析(xi)出(chu)強(qiang)化(hua)(hua)(hua)、位錯強(qiang)化(hua)(hua)(hua)、相(xiang)變強(qiang)化(hua)(hua)(hua)等(deng)強(qiang)化(hua)(hua)(hua)機制(zhi)(zhi)效果，提高(gao)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)的綜(zong)合(he)力學性(xing)能(neng)(neng)。基于控(kong)制(zhi)(zhi)冷(leng)卻靈(ling)活(huo)的工藝(yi)(yi)路徑(jing)控(kong)制(zhi)(zhi)，針(zhen)(zhen)對(dui)(dui)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)“成分高(gao)＋無(wu)控(kong)軋(ya)(ya)”特(te)(te)點，開發(fa)出(chu)了適(shi)于熱(re)(re)(re)軋(ya)(ya)無(wu)縫(feng)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)的TMCP-F／B／M工藝(yi)(yi)技術，通(tong)(tong)過(guo)(guo)快速冷(leng)卻實現對(dui)(dui)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)軋(ya)(ya)后相(xiang)變組織的調控(kong)，見（圖(tu)6-65），充分發(fa)揮(hui)“水是最廉價的合(he)金(jin)元素”的理念，突破目前熱(re)(re)(re)軋(ya)(ya)無(wu)縫(feng)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)產(chan)品(pin)工藝(yi)(yi)開發(fa)局(ju)限，挖掘鋼(gang)(gang)(gang)(gang)鐵材(cai)料潛能(neng)(neng)，為(wei)開發(fa)低成本、高(gao)性(xing)能(neng)(neng)、高(gao)附加值(zhi)管(guan)(guan)(guan)材(cai)產(chan)品(pin)提供工藝(yi)(yi)平臺。同(tong)時，還可針(zhen)(zhen)對(dui)(dui)熱(re)(re)(re)軋(ya)(ya)無(wu)縫(feng)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)(guan)品(pin)種及(ji)規(gui)格多樣化(hua)(hua)(hua)特(te)(te)點，開發(fa)出(chu)適(shi)于不同(tong)工藝(yi)(yi)的高(gao)強(qiang)度均勻化(hua)(hua)(hua)控(kong)制(zhi)(zhi)冷(leng)卻策略(lve)。
1. 熱(re)軋無縫鋼管TMCP-F工藝
針(zhen)對(dui)鐵(tie)素體-珠(zhu)光(guang)體型無縫鋼管，利用TMCP-F工藝，即控(kong)制(zhi)冷卻(que)(que)終止溫(wen)度在鐵(tie)素體相變(bian)區(qu)，進而獲得細化(hua)的(de)鐵(tie)素體、珠(zhu)光(guang)體組織，實現熱軋(ya)顯微組織的(de)在線(xian)(xian)調控(kong)，改善組織結構，大幅(fu)提升其軋(ya)態性能。典型控(kong)制(zhi)冷卻(que)(que)溫(wen)度曲(qu)線(xian)(xian)如圖(tu)6-66所示。
2. 熱(re)軋無縫鋼管TMCP-B工藝(yi)
將(jiang)控(kong)制(zhi)冷(leng)卻終(zhong)冷(leng)溫度降至貝(bei)氏(shi)體轉變(bian)(bian)溫度區間，即(ji)TMCP-B工藝路徑，可以(yi)獲(huo)得貝(bei)氏(shi)體組織類(lei)型(xing)的(de)高強度無縫鋼(gang)(gang)管。將(jiang)貝(bei)氏(shi)體引入熱(re)軋無縫鋼(gang)(gang)管組織調控(kong)中，充分(fen)(fen)發揮相變(bian)(bian)強化作用(yong)，可實現以(yi)較低合(he)金成分(fen)(fen)生(sheng)產(chan)高鋼(gang)(gang)級產(chan)品，或一鋼(gang)(gang)多級的(de)減量化工藝。
3. 熱軋無縫(feng)鋼管(guan)TMCP-M工藝(yi)
將終冷溫度降(jiang)(jiang)至馬氏(shi)體相變區間的TMCP-M工(gong)藝(yi)，即控制冷卻的極限冷卻直接(jie)淬(cui)(cui)火（DQ）工(gong)藝(yi)。直接(jie)淬(cui)(cui)火后(hou)的管(guan)形(xing)如圖6-67所示。直接(jie)淬(cui)(cui)火后(hou)配以(yi)適當(dang)的回火熱(re)處(chu)理即DQ-T，可以(yi)代(dai)替離線調質熱(re)處(chu)理，省卻再加(jia)熱(re)淬(cui)(cui)火過(guo)程，不僅提(ti)高(gao)了(le)(le)生(sheng)產效率，還顯著降(jiang)(jiang)低了(le)(le)能耗，同時還可提(ti)高(gao)材(cai)料(liao)的強(qiang)韌性能，為更高(gao)強(qiang)度級別熱(re)軋無縫鋼管(guan)的生(sheng)產提(ti)供了(le)(le)工(gong)藝(yi)手段。
熱(re)軋不(bu)(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)控(kong)制冷(leng)卻工(gong)(gong)(gong)藝技(ji)術(shu)(shu)自投入(ru)使用以(yi)來，顯(xian)示出良好(hao)的(de)(de)應用效果，冷(leng)卻后溫度(du)控(kong)制精度(du)高，冷(leng)卻均(jun)勻(yun)，冷(leng)卻后鋼(gang)管(guan)(guan)管(guan)(guan)形良好(hao)；產(chan)品(pin)性(xing)能(neng)(neng)提升明顯(xian)，有效解決了中厚(hou)規(gui)格結構管(guan)(guan)軋態(tai)性(xing)能(neng)(neng)較低，需要依賴離線(xian)熱(re)處理的(de)(de)問題，實現(xian)(xian)了工(gong)(gong)(gong)藝減(jian)量化(hua)生產(chan)；利用直接淬火(huo)功能(neng)(neng)實現(xian)(xian)了相關產(chan)品(pin)的(de)(de)在線(xian)組織調(diao)(diao)控(kong)及直接淬火(huo)，顯(xian)著縮短工(gong)(gong)(gong)藝流程。該(gai)技(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)研發(fa)成功，已成為(wei)無(wu)縫鋼(gang)管(guan)(guan)產(chan)品(pin)在線(xian)組織性(xing)能(neng)(neng)調(diao)(diao)控(kong)的(de)(de)平臺(tai)性(xing)技(ji)術(shu)(shu)手段(duan)，為(wei)成分節約型、工(gong)(gong)(gong)藝減(jian)量化(hua)的(de)(de)熱(re)軋無(wu)縫鋼(gang)管(guan)(guan)，以(yi)及更高品(pin)質要求的(de)(de)不(bu)(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)產(chan)品(pin)，在組織性(xing)能(neng)(neng)調(diao)(diao)控(kong)及高效生產(chan)工(gong)(gong)(gong)藝的(de)(de)開(kai)發(fa)方面提供關鍵技(ji)術(shu)(shu)手段(duan)及生產(chan)支撐，對(dui)我(wo)國(guo)(guo)實現(xian)(xian)熱(re)軋無(wu)縫鋼(gang)管(guan)(guan)短流程綠(lv)色化(hua)制造工(gong)(gong)(gong)藝具有重(zhong)(zhong)要意義(yi)。該(gai)項(xiang)技(ji)術(shu)(shu)填(tian)補了國(guo)(guo)際(ji)空白，也使得我(wo)國(guo)(guo)成為(wei)在熱(re)軋無(wu)縫鋼(gang)管(guan)(guan)領域首個掌握該(gai)項(xiang)技(ji)術(shu)(shu)并實現(xian)(xian)工(gong)(gong)(gong)業(ye)化(hua)應用的(de)(de)國(guo)(guo)家。2018年，該(gai)技(ji)術(shu)(shu)入(ru)圍世界(jie)鋼(gang)協第(di)9屆“Steelie”年度(du)創新(xin)獎(jiang)。同時，該(gai)技(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)研發(fa)成功也被我(wo)國(guo)(guo)鋼(gang)鐵行業(ye)重(zhong)(zhong)要知名媒體《世界(jie)金(jin)屬導報》評選(xuan)為(wei)2018年世界(jie)鋼(gang)鐵工(gong)(gong)(gong)業(ye)十大(da)技(ji)術(shu)(shu)要聞，并位列首位。
