在熱軋不銹(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(bu)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。
基于在(zai)線控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)冷(leng)卻(que)工藝實現(xian)對(dui)(dui)無(wu)縫鋼(gang)(gang)管熱軋(ya)成型后冷(leng)卻(que)路徑(jing)的控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)，進而通(tong)過相變(bian)行為調控(kong)(kong)(kong)(kong)改變(bian)組織(zhi)構(gou)成及(ji)亞結構(gou)特(te)征。從本質上來說，在(zai)線控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)冷(leng)卻(que)是通(tong)過對(dui)(dui)鋼(gang)(gang)中相及(ji)其(qi)形態、尺度(du)的控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)，以達到細晶強(qiang)化(hua)(hua)、析出(chu)強(qiang)化(hua)(hua)、位錯強(qiang)化(hua)(hua)、相變(bian)強(qiang)化(hua)(hua)等強(qiang)化(hua)(hua)機制(zhi)(zhi)(zhi)效(xiao)果，提高鋼(gang)(gang)管的綜(zong)合力學性(xing)能(neng)。基于控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)冷(leng)卻(que)靈活的工藝路徑(jing)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)，針(zhen)對(dui)(dui)鋼(gang)(gang)管“成分高＋無(wu)控(kong)(kong)(kong)(kong)軋(ya)”特(te)點(dian)，開(kai)發(fa)(fa)出(chu)了適(shi)于熱軋(ya)無(wu)縫鋼(gang)(gang)管的TMCP-F／B／M工藝技術，通(tong)過快(kuai)速冷(leng)卻(que)實現(xian)對(dui)(dui)鋼(gang)(gang)管軋(ya)后相變(bian)組織(zhi)的調控(kong)(kong)(kong)(kong)，見（圖6-65），充分發(fa)(fa)揮“水是最廉(lian)價的合金元素(su)”的理(li)念，突破目前熱軋(ya)無(wu)縫鋼(gang)(gang)管產品工藝開(kai)發(fa)(fa)局限，挖掘鋼(gang)(gang)鐵材(cai)(cai)料潛能(neng)，為開(kai)發(fa)(fa)低成本、高性(xing)能(neng)、高附加值(zhi)管材(cai)(cai)產品提供工藝平(ping)臺。同時(shi)，還可針(zhen)對(dui)(dui)熱軋(ya)無(wu)縫鋼(gang)(gang)管品種及(ji)規格多樣化(hua)(hua)特(te)點(dian)，開(kai)發(fa)(fa)出(chu)適(shi)于不(bu)同工藝的高強(qiang)度(du)均勻化(hua)(hua)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)冷(leng)卻(que)策略。
1. 熱軋(ya)無縫鋼(gang)管TMCP-F工藝
針對鐵(tie)素(su)(su)體(ti)-珠光體(ti)型無縫鋼管(guan)，利(li)用TMCP-F工(gong)藝(yi)，即控制冷卻終(zhong)止溫度(du)在鐵(tie)素(su)(su)體(ti)相(xiang)變(bian)區，進而獲得細(xi)化的(de)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)、珠光體(ti)組織，實(shi)現熱軋顯微組織的(de)在線調控，改善組織結構，大幅提升其軋態性(xing)能。典型控制冷卻溫度(du)曲線如圖6-66所示。
2. 熱軋無縫(feng)鋼管TMCP-B工藝(yi)
將控制冷卻終冷溫(wen)度降至貝(bei)氏(shi)體轉變(bian)溫(wen)度區間(jian)，即TMCP-B工藝路徑，可(ke)(ke)以獲(huo)得貝(bei)氏(shi)體組織類型的高(gao)強(qiang)度無縫鋼管(guan)。將貝(bei)氏(shi)體引入(ru)熱(re)軋無縫鋼管(guan)組織調(diao)控中(zhong)，充分發揮相變(bian)強(qiang)化作用，可(ke)(ke)實現以較低合金成分生產高(gao)鋼級(ji)產品，或一(yi)鋼多(duo)級(ji)的減量化工藝。
3. 熱軋無(wu)縫鋼管TMCP-M工藝
將(jiang)終(zhong)冷(leng)(leng)溫度降至馬(ma)氏體相變區間的(de)TMCP-M工(gong)(gong)藝(yi)，即(ji)控制(zhi)冷(leng)(leng)卻(que)的(de)極限冷(leng)(leng)卻(que)直接淬火(huo)(huo)（DQ）工(gong)(gong)藝(yi)。直接淬火(huo)(huo)后的(de)管形如圖6-67所示。直接淬火(huo)(huo)后配以適(shi)當的(de)回火(huo)(huo)熱(re)處理(li)即(ji)DQ-T，可以代替離線調質熱(re)處理(li)，省(sheng)卻(que)再加熱(re)淬火(huo)(huo)過程，不僅(jin)提(ti)高(gao)了生產效(xiao)率，還顯(xian)著降低(di)了能耗，同時還可提(ti)高(gao)材料的(de)強(qiang)(qiang)韌性(xing)能，為更(geng)高(gao)強(qiang)(qiang)度級別(bie)熱(re)軋無(wu)縫鋼管的(de)生產提(ti)供(gong)了工(gong)(gong)藝(yi)手段。
熱(re)軋不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)管控(kong)制冷(leng)卻工(gong)(gong)(gong)藝技(ji)(ji)(ji)術自投入(ru)(ru)使(shi)用(yong)(yong)以(yi)來，顯示(shi)出良好的(de)應用(yong)(yong)效果(guo)，冷(leng)卻后溫度(du)(du)控(kong)制精度(du)(du)高(gao)，冷(leng)卻均勻，冷(leng)卻后鋼(gang)(gang)(gang)管管形良好；產(chan)(chan)(chan)品(pin)性(xing)能(neng)提(ti)升明(ming)顯，有效解決了(le)中厚規格結構管軋態(tai)性(xing)能(neng)較低，需要(yao)(yao)依賴離線熱(re)處理的(de)問題，實現了(le)工(gong)(gong)(gong)藝減(jian)量化生(sheng)產(chan)(chan)(chan)；利用(yong)(yong)直(zhi)接淬(cui)火功(gong)能(neng)實現了(le)相關產(chan)(chan)(chan)品(pin)的(de)在線組織調(diao)控(kong)及(ji)直(zhi)接淬(cui)火，顯著縮(suo)短工(gong)(gong)(gong)藝流程。該技(ji)(ji)(ji)術的(de)研(yan)發成功(gong)，已成為無(wu)縫(feng)鋼(gang)(gang)(gang)管產(chan)(chan)(chan)品(pin)在線組織性(xing)能(neng)調(diao)控(kong)的(de)平(ping)臺性(xing)技(ji)(ji)(ji)術手(shou)段(duan)，為成分節約型(xing)、工(gong)(gong)(gong)藝減(jian)量化的(de)熱(re)軋無(wu)縫(feng)鋼(gang)(gang)(gang)管，以(yi)及(ji)更高(gao)品(pin)質要(yao)(yao)求的(de)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)管產(chan)(chan)(chan)品(pin)，在組織性(xing)能(neng)調(diao)控(kong)及(ji)高(gao)效生(sheng)產(chan)(chan)(chan)工(gong)(gong)(gong)藝的(de)開發方面提(ti)供關鍵(jian)技(ji)(ji)(ji)術手(shou)段(duan)及(ji)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)支(zhi)撐，對(dui)我(wo)國(guo)(guo)實現熱(re)軋無(wu)縫(feng)鋼(gang)(gang)(gang)管短流程綠色化制造工(gong)(gong)(gong)藝具(ju)有重(zhong)要(yao)(yao)意(yi)義。該項技(ji)(ji)(ji)術填補了(le)國(guo)(guo)際(ji)空白(bai)，也使(shi)得我(wo)國(guo)(guo)成為在熱(re)軋無(wu)縫(feng)鋼(gang)(gang)(gang)管領域首個(ge)掌握該項技(ji)(ji)(ji)術并實現工(gong)(gong)(gong)業(ye)化應用(yong)(yong)的(de)國(guo)(guo)家。2018年，該技(ji)(ji)(ji)術入(ru)(ru)圍(wei)世(shi)界(jie)鋼(gang)(gang)(gang)協(xie)第9屆“Steelie”年度(du)(du)創新獎。同時，該技(ji)(ji)(ji)術的(de)研(yan)發成功(gong)也被我(wo)國(guo)(guo)鋼(gang)(gang)(gang)鐵(tie)行業(ye)重(zhong)要(yao)(yao)知名媒體(ti)《世(shi)界(jie)金屬導報》評選(xuan)為2018年世(shi)界(jie)鋼(gang)(gang)(gang)鐵(tie)工(gong)(gong)(gong)業(ye)十(shi)大技(ji)(ji)(ji)術要(yao)(yao)聞，并位列首位。
