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(yu)在線控(kong)制冷(leng)卻(que)(que)工(gong)藝(yi)(yi)實現對(dui)(dui)(dui)無(wu)縫(feng)(feng)(feng)鋼(gang)(gang)管(guan)熱軋(ya)成(cheng)型后冷(leng)卻(que)(que)路徑的(de)(de)(de)控(kong)制，進而(er)通(tong)過相(xiang)變(bian)行為(wei)調(diao)控(kong)改變(bian)組(zu)織構(gou)成(cheng)及亞(ya)結構(gou)特(te)征。從(cong)本質上來說，在線控(kong)制冷(leng)卻(que)(que)是通(tong)過對(dui)(dui)(dui)鋼(gang)(gang)中相(xiang)及其形(xing)態、尺(chi)度(du)的(de)(de)(de)控(kong)制，以達到細晶強(qiang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)、析出(chu)強(qiang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)、位(wei)錯(cuo)強(qiang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)、相(xiang)變(bian)強(qiang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)等強(qiang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)機制效果，提高(gao)鋼(gang)(gang)管(guan)的(de)(de)(de)綜(zong)合力學性(xing)能(neng)。基于(yu)控(kong)制冷(leng)卻(que)(que)靈(ling)活的(de)(de)(de)工(gong)藝(yi)(yi)路徑控(kong)制，針對(dui)(dui)(dui)鋼(gang)(gang)管(guan)“成(cheng)分高(gao)＋無(wu)控(kong)軋(ya)”特(te)點，開(kai)(kai)發(fa)出(chu)了適于(yu)熱軋(ya)無(wu)縫(feng)(feng)(feng)鋼(gang)(gang)管(guan)的(de)(de)(de)TMCP-F／B／M工(gong)藝(yi)(yi)技術，通(tong)過快速冷(leng)卻(que)(que)實現對(dui)(dui)(dui)鋼(gang)(gang)管(guan)軋(ya)后相(xiang)變(bian)組(zu)織的(de)(de)(de)調(diao)控(kong)，見（圖6-65），充分發(fa)揮“水是最廉價的(de)(de)(de)合金(jin)元素(su)”的(de)(de)(de)理念，突破目(mu)前熱軋(ya)無(wu)縫(feng)(feng)(feng)鋼(gang)(gang)管(guan)產品工(gong)藝(yi)(yi)開(kai)(kai)發(fa)局限(xian)，挖掘鋼(gang)(gang)鐵材(cai)料潛能(neng)，為(wei)開(kai)(kai)發(fa)低成(cheng)本、高(gao)性(xing)能(neng)、高(gao)附加值(zhi)管(guan)材(cai)產品提供工(gong)藝(yi)(yi)平臺。同(tong)時(shi)，還(huan)可(ke)針對(dui)(dui)(dui)熱軋(ya)無(wu)縫(feng)(feng)(feng)鋼(gang)(gang)管(guan)品種及規格多樣化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)特(te)點，開(kai)(kai)發(fa)出(chu)適于(yu)不同(tong)工(gong)藝(yi)(yi)的(de)(de)(de)高(gao)強(qiang)度(du)均勻化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)控(kong)制冷(leng)卻(que)(que)策略。
1. 熱軋無縫鋼管(guan)TMCP-F工藝
針對鐵素體-珠(zhu)光(guang)體型無縫(feng)鋼管，利用TMCP-F工藝，即控制冷卻終止溫(wen)度在鐵素體相(xiang)變區，進而獲得(de)細化的(de)(de)鐵素體、珠(zhu)光(guang)體組(zu)織(zhi)(zhi)，實現熱軋顯微組(zu)織(zhi)(zhi)的(de)(de)在線(xian)調控，改善組(zu)織(zhi)(zhi)結(jie)構(gou)，大幅提升(sheng)其軋態性能。典型控制冷卻溫(wen)度曲線(xian)如圖6-66所示。
2. 熱軋無縫鋼管TMCP-B工(gong)藝
將(jiang)控(kong)制冷卻終冷溫度(du)(du)降至(zhi)貝(bei)氏體轉(zhuan)變溫度(du)(du)區間，即(ji)TMCP-B工(gong)藝(yi)路徑，可(ke)以獲得貝(bei)氏體組織類(lei)型的高強(qiang)度(du)(du)無縫(feng)鋼管(guan)。將(jiang)貝(bei)氏體引入熱(re)軋無縫(feng)鋼管(guan)組織調控(kong)中，充分發揮相變強(qiang)化作用，可(ke)實現(xian)以較低合金成分生產(chan)高鋼級(ji)產(chan)品，或一(yi)鋼多級(ji)的減量化工(gong)藝(yi)。
3. 熱軋無縫鋼管TMCP-M工藝
將終(zhong)冷(leng)溫度降至馬氏(shi)體相變區間的(de)TMCP-M工(gong)藝(yi)，即(ji)控(kong)制冷(leng)卻(que)的(de)極(ji)限冷(leng)卻(que)直(zhi)接(jie)淬(cui)火(huo)(huo)（DQ）工(gong)藝(yi)。直(zhi)接(jie)淬(cui)火(huo)(huo)后(hou)的(de)管形如圖6-67所示(shi)。直(zhi)接(jie)淬(cui)火(huo)(huo)后(hou)配以適當的(de)回火(huo)(huo)熱處(chu)理即(ji)DQ-T，可以代替離線調質(zhi)熱處(chu)理，省卻(que)再加熱淬(cui)火(huo)(huo)過(guo)程，不僅提(ti)高(gao)了(le)(le)生產效率，還顯著降低了(le)(le)能耗(hao)，同時還可提(ti)高(gao)材(cai)料的(de)強韌性能，為更高(gao)強度級別熱軋無縫鋼管的(de)生產提(ti)供了(le)(le)工(gong)藝(yi)手段(duan)。
熱(re)(re)軋(ya)不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)控制(zhi)冷(leng)卻(que)工(gong)藝技(ji)術(shu)自投(tou)入(ru)使用以(yi)來，顯示出良(liang)好的(de)應用效果，冷(leng)卻(que)后溫度控制(zhi)精(jing)度高，冷(leng)卻(que)均勻，冷(leng)卻(que)后鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)形良(liang)好；產品性能(neng)提升明顯，有效解決(jue)了(le)中厚(hou)規格結構管(guan)(guan)(guan)軋(ya)態性能(neng)較低，需要依賴(lai)離線(xian)熱(re)(re)處(chu)理的(de)問題，實現了(le)工(gong)藝減量化生產；利用直接淬火功能(neng)實現了(le)相關(guan)產品的(de)在(zai)線(xian)組(zu)織(zhi)調(diao)控及(ji)直接淬火，顯著縮短工(gong)藝流(liu)程。該(gai)技(ji)術(shu)的(de)研(yan)(yan)發成功，已成為無縫鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)產品在(zai)線(xian)組(zu)織(zhi)性能(neng)調(diao)控的(de)平臺性技(ji)術(shu)手段，為成分節約型、工(gong)藝減量化的(de)熱(re)(re)軋(ya)無縫鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)，以(yi)及(ji)更高品質要求的(de)不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)產品，在(zai)組(zu)織(zhi)性能(neng)調(diao)控及(ji)高效生產工(gong)藝的(de)開發方面提供關(guan)鍵技(ji)術(shu)手段及(ji)生產支(zhi)撐(cheng)，對我國實現熱(re)(re)軋(ya)無縫鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)短流(liu)程綠(lv)色化制(zhi)造工(gong)藝具有重要意義。該(gai)項(xiang)技(ji)術(shu)填補了(le)國際空白，也(ye)使得我國成為在(zai)熱(re)(re)軋(ya)無縫鋼(gang)管(guan)(guan)(guan)領域首(shou)個掌握該(gai)項(xiang)技(ji)術(shu)并實現工(gong)業化應用的(de)國家。2018年(nian)(nian)，該(gai)技(ji)術(shu)入(ru)圍世(shi)界鋼(gang)協第9屆“Steelie”年(nian)(nian)度創新(xin)獎。同時，該(gai)技(ji)術(shu)的(de)研(yan)(yan)發成功也(ye)被我國鋼(gang)鐵行業重要知名媒(mei)體(ti)《世(shi)界金屬(shu)導報》評選為2018年(nian)(nian)世(shi)界鋼(gang)鐵工(gong)業十大技(ji)術(shu)要聞，并位(wei)列(lie)首(shou)位(wei)。
