在熱軋不(bu)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。
基于在線控(kong)制(zhi)冷(leng)(leng)卻(que)工藝(yi)(yi)實(shi)現對(dui)無縫(feng)鋼(gang)管(guan)熱軋(ya)(ya)成型(xing)后冷(leng)(leng)卻(que)路徑的(de)控(kong)制(zhi)，進而通(tong)(tong)過(guo)相(xiang)變行為調控(kong)改變組(zu)織構(gou)成及亞結構(gou)特(te)征。從本質上來說，在線控(kong)制(zhi)冷(leng)(leng)卻(que)是通(tong)(tong)過(guo)對(dui)鋼(gang)中相(xiang)及其形態、尺度的(de)控(kong)制(zhi)，以達(da)到細晶強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)(hua)、析出(chu)(chu)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)(hua)、位錯強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)(hua)、相(xiang)變強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)(hua)等(deng)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)(hua)機(ji)制(zhi)效果，提高(gao)鋼(gang)管(guan)的(de)綜(zong)合力(li)學(xue)性能(neng)。基于控(kong)制(zhi)冷(leng)(leng)卻(que)靈活的(de)工藝(yi)(yi)路徑控(kong)制(zhi)，針對(dui)鋼(gang)管(guan)“成分高(gao)＋無控(kong)軋(ya)(ya)”特(te)點，開發(fa)出(chu)(chu)了適(shi)于熱軋(ya)(ya)無縫(feng)鋼(gang)管(guan)的(de)TMCP-F／B／M工藝(yi)(yi)技術，通(tong)(tong)過(guo)快速(su)冷(leng)(leng)卻(que)實(shi)現對(dui)鋼(gang)管(guan)軋(ya)(ya)后相(xiang)變組(zu)織的(de)調控(kong)，見(jian)（圖6-65），充分發(fa)揮(hui)“水(shui)是最廉價的(de)合金元素”的(de)理念，突破目前熱軋(ya)(ya)無縫(feng)鋼(gang)管(guan)產品工藝(yi)(yi)開發(fa)局限(xian)，挖掘鋼(gang)鐵(tie)材料潛能(neng)，為開發(fa)低成本、高(gao)性能(neng)、高(gao)附加值管(guan)材產品提供工藝(yi)(yi)平臺。同(tong)時，還可針對(dui)熱軋(ya)(ya)無縫(feng)鋼(gang)管(guan)品種及規格多樣化(hua)(hua)特(te)點，開發(fa)出(chu)(chu)適(shi)于不同(tong)工藝(yi)(yi)的(de)高(gao)強(qiang)(qiang)(qiang)(qiang)度均勻化(hua)(hua)控(kong)制(zhi)冷(leng)(leng)卻(que)策略。
1. 熱軋無縫鋼(gang)管(guan)TMCP-F工藝
針對鐵素體(ti)(ti)-珠光體(ti)(ti)型無縫鋼管，利用TMCP-F工藝，即控制冷(leng)卻終(zhong)止溫度(du)在鐵素體(ti)(ti)相變(bian)區，進而獲得(de)細化的鐵素體(ti)(ti)、珠光體(ti)(ti)組織，實現熱軋顯(xian)微組織的在線(xian)調(diao)控，改善組織結構(gou)，大(da)幅提升其軋態性(xing)能(neng)。典型控制冷(leng)卻溫度(du)曲線(xian)如圖6-66所示。
2. 熱軋無縫(feng)鋼管TMCP-B工藝(yi)
將(jiang)控(kong)(kong)制冷卻終冷溫度降至貝(bei)氏(shi)(shi)體轉(zhuan)變溫度區間，即TMCP-B工藝(yi)路徑，可以獲得貝(bei)氏(shi)(shi)體組(zu)織(zhi)類型的高強(qiang)度無縫鋼管(guan)。將(jiang)貝(bei)氏(shi)(shi)體引入熱(re)軋無縫鋼管(guan)組(zu)織(zhi)調(diao)控(kong)(kong)中(zhong)，充分發揮相變強(qiang)化(hua)作用，可實現以較低合金(jin)成分生產高鋼級產品，或(huo)一鋼多級的減量化(hua)工藝(yi)。
3. 熱軋無縫鋼管TMCP-M工藝
將終(zhong)冷溫度降至馬氏(shi)體(ti)相變區間的(de)(de)TMCP-M工藝(yi)，即控(kong)制冷卻(que)的(de)(de)極限冷卻(que)直(zhi)接淬(cui)火（DQ）工藝(yi)。直(zhi)接淬(cui)火后(hou)的(de)(de)管形如圖6-67所示。直(zhi)接淬(cui)火后(hou)配(pei)以適(shi)當(dang)的(de)(de)回火熱(re)(re)處(chu)理即DQ-T，可以代替離線調質熱(re)(re)處(chu)理，省卻(que)再加熱(re)(re)淬(cui)火過程，不僅提(ti)(ti)高了(le)(le)生產效(xiao)率(lv)，還(huan)顯著(zhu)降低(di)了(le)(le)能(neng)耗，同時還(huan)可提(ti)(ti)高材料(liao)的(de)(de)強韌性能(neng)，為更高強度級(ji)別熱(re)(re)軋(ya)無縫鋼管的(de)(de)生產提(ti)(ti)供了(le)(le)工藝(yi)手段。
熱軋不銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)控(kong)(kong)(kong)制冷(leng)卻(que)(que)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)技(ji)(ji)術(shu)自投入(ru)使用(yong)以來，顯示出(chu)良好(hao)的(de)(de)(de)應用(yong)效(xiao)果，冷(leng)卻(que)(que)后(hou)溫度(du)控(kong)(kong)(kong)制精度(du)高，冷(leng)卻(que)(que)均勻(yun)，冷(leng)卻(que)(que)后(hou)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)管(guan)形良好(hao)；產(chan)品(pin)性能(neng)(neng)提升(sheng)明顯，有(you)效(xiao)解(jie)決了(le)(le)中厚規格結構管(guan)軋態(tai)性能(neng)(neng)較低，需要(yao)依賴(lai)離線(xian)熱處理的(de)(de)(de)問題(ti)，實(shi)(shi)現了(le)(le)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)減(jian)量化(hua)生(sheng)產(chan)；利用(yong)直接(jie)(jie)淬火功(gong)能(neng)(neng)實(shi)(shi)現了(le)(le)相關產(chan)品(pin)的(de)(de)(de)在線(xian)組織(zhi)(zhi)(zhi)調控(kong)(kong)(kong)及(ji)直接(jie)(jie)淬火，顯著縮短(duan)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)流程。該(gai)(gai)(gai)技(ji)(ji)術(shu)的(de)(de)(de)研(yan)發成功(gong)，已(yi)成為(wei)(wei)無縫鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)產(chan)品(pin)在線(xian)組織(zhi)(zhi)(zhi)性能(neng)(neng)調控(kong)(kong)(kong)的(de)(de)(de)平臺性技(ji)(ji)術(shu)手段(duan)，為(wei)(wei)成分節約型、工(gong)(gong)藝(yi)(yi)減(jian)量化(hua)的(de)(de)(de)熱軋無縫鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)，以及(ji)更高品(pin)質要(yao)求的(de)(de)(de)不銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)產(chan)品(pin)，在組織(zhi)(zhi)(zhi)性能(neng)(neng)調控(kong)(kong)(kong)及(ji)高效(xiao)生(sheng)產(chan)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)的(de)(de)(de)開(kai)發方面提供關鍵技(ji)(ji)術(shu)手段(duan)及(ji)生(sheng)產(chan)支(zhi)撐(cheng)，對我(wo)國(guo)實(shi)(shi)現熱軋無縫鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)短(duan)流程綠色化(hua)制造工(gong)(gong)藝(yi)(yi)具有(you)重(zhong)要(yao)意(yi)義。該(gai)(gai)(gai)項(xiang)技(ji)(ji)術(shu)填補了(le)(le)國(guo)際空白，也使得我(wo)國(guo)成為(wei)(wei)在熱軋無縫鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)領域首個掌握(wo)該(gai)(gai)(gai)項(xiang)技(ji)(ji)術(shu)并(bing)實(shi)(shi)現工(gong)(gong)業化(hua)應用(yong)的(de)(de)(de)國(guo)家。2018年(nian)，該(gai)(gai)(gai)技(ji)(ji)術(shu)入(ru)圍世界鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)協第9屆(jie)“Steelie”年(nian)度(du)創新(xin)獎。同時(shi)，該(gai)(gai)(gai)技(ji)(ji)術(shu)的(de)(de)(de)研(yan)發成功(gong)也被我(wo)國(guo)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)鐵行(xing)業重(zhong)要(yao)知(zhi)名媒體《世界金屬導報》評選為(wei)(wei)2018年(nian)世界鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)鐵工(gong)(gong)業十大技(ji)(ji)術(shu)要(yao)聞(wen)，并(bing)位列首位。
