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(ji)于在線控(kong)制(zhi)冷(leng)卻工(gong)藝(yi)實現對(dui)無(wu)(wu)(wu)縫鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)熱(re)軋(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)后冷(leng)卻路徑的(de)(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)，進而通(tong)過相(xiang)(xiang)變(bian)行為(wei)調控(kong)改變(bian)組織(zhi)(zhi)構(gou)成(cheng)(cheng)及(ji)亞(ya)結構(gou)特(te)征。從本質上來(lai)說，在線控(kong)制(zhi)冷(leng)卻是(shi)通(tong)過對(dui)鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)相(xiang)(xiang)及(ji)其形態、尺度的(de)(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)，以達(da)到細晶強(qiang)化、析出強(qiang)化、位錯強(qiang)化、相(xiang)(xiang)變(bian)強(qiang)化等強(qiang)化機制(zhi)效(xiao)果，提(ti)高(gao)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)綜合力(li)學性能。基(ji)于控(kong)制(zhi)冷(leng)卻靈活的(de)(de)(de)(de)工(gong)藝(yi)路徑控(kong)制(zhi)，針(zhen)對(dui)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)“成(cheng)(cheng)分(fen)高(gao)＋無(wu)(wu)(wu)控(kong)軋(ya)”特(te)點，開發出了(le)適(shi)于熱(re)軋(ya)無(wu)(wu)(wu)縫鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)TMCP-F／B／M工(gong)藝(yi)技術(shu)，通(tong)過快速冷(leng)卻實現對(dui)鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)軋(ya)后相(xiang)(xiang)變(bian)組織(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)調控(kong)，見（圖6-65），充(chong)分(fen)發揮“水(shui)是(shi)最廉(lian)價的(de)(de)(de)(de)合金元(yuan)素”的(de)(de)(de)(de)理念(nian)，突破目前熱(re)軋(ya)無(wu)(wu)(wu)縫鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)產品工(gong)藝(yi)開發局限，挖(wa)掘(jue)鋼(gang)(gang)(gang)鐵材(cai)料潛能，為(wei)開發低成(cheng)(cheng)本、高(gao)性能、高(gao)附加值管(guan)(guan)材(cai)產品提(ti)供工(gong)藝(yi)平臺(tai)。同時(shi)，還(huan)可針(zhen)對(dui)熱(re)軋(ya)無(wu)(wu)(wu)縫鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)(guan)品種及(ji)規格多樣化特(te)點，開發出適(shi)于不同工(gong)藝(yi)的(de)(de)(de)(de)高(gao)強(qiang)度均勻化控(kong)制(zhi)冷(leng)卻策略(lve)。
1. 熱軋無縫鋼管(guan)TMCP-F工藝
針對鐵素(su)體(ti)(ti)-珠光體(ti)(ti)型(xing)無縫鋼管，利用TMCP-F工(gong)藝(yi)，即控(kong)制(zhi)冷(leng)卻(que)終止溫度在鐵素(su)體(ti)(ti)相(xiang)變(bian)區，進(jin)而獲得細化的(de)鐵素(su)體(ti)(ti)、珠光體(ti)(ti)組織，實現熱軋(ya)顯(xian)微組織的(de)在線調控(kong)，改善組織結構，大幅提升其軋(ya)態性(xing)能。典(dian)型(xing)控(kong)制(zhi)冷(leng)卻(que)溫度曲線如(ru)圖6-66所示。
2. 熱軋無縫鋼管TMCP-B工藝
將控(kong)制冷卻終冷溫度(du)降(jiang)至貝氏(shi)體轉變(bian)(bian)溫度(du)區(qu)間，即TMCP-B工(gong)藝路徑(jing)，可以獲得貝氏(shi)體組織類(lei)型(xing)的高(gao)強(qiang)度(du)無縫鋼管。將貝氏(shi)體引入熱軋無縫鋼管組織調控(kong)中(zhong)，充分發揮相變(bian)(bian)強(qiang)化(hua)作(zuo)用(yong)，可實現以較低合金成分生產高(gao)鋼級(ji)(ji)產品，或一鋼多(duo)級(ji)(ji)的減量化(hua)工(gong)藝。
3. 熱軋無縫鋼(gang)管TMCP-M工藝
將終冷(leng)溫度降(jiang)至(zhi)馬氏體相變區間的(de)(de)TMCP-M工藝(yi)(yi)，即控(kong)制冷(leng)卻的(de)(de)極限冷(leng)卻直(zhi)接淬(cui)火(huo)(huo)（DQ）工藝(yi)(yi)。直(zhi)接淬(cui)火(huo)(huo)后的(de)(de)管形如(ru)圖(tu)6-67所示。直(zhi)接淬(cui)火(huo)(huo)后配(pei)以適當(dang)的(de)(de)回火(huo)(huo)熱處(chu)理即DQ-T，可(ke)以代替(ti)離線調質熱處(chu)理，省卻再加熱淬(cui)火(huo)(huo)過程，不僅提高了(le)生產效率，還(huan)顯著降(jiang)低(di)了(le)能耗(hao)，同時還(huan)可(ke)提高材料的(de)(de)強韌(ren)性能，為更高強度級別熱軋無縫(feng)鋼管的(de)(de)生產提供了(le)工藝(yi)(yi)手(shou)段。
熱(re)軋(ya)(ya)不銹鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)控制(zhi)冷卻(que)工(gong)藝(yi)(yi)技術(shu)自(zi)投入使(shi)用(yong)以(yi)來，顯示出良好的(de)(de)應(ying)用(yong)效果，冷卻(que)后溫度控制(zhi)精度高(gao)(gao)，冷卻(que)均勻，冷卻(que)后鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)管(guan)(guan)形良好；產(chan)品性(xing)(xing)能(neng)(neng)提升(sheng)明顯，有效解決了中厚規格結(jie)構管(guan)(guan)軋(ya)(ya)態性(xing)(xing)能(neng)(neng)較低(di)，需要(yao)依(yi)賴離線(xian)熱(re)處理的(de)(de)問題，實(shi)(shi)現(xian)了工(gong)藝(yi)(yi)減量(liang)化(hua)生(sheng)(sheng)產(chan)；利用(yong)直接(jie)淬火功(gong)能(neng)(neng)實(shi)(shi)現(xian)了相關產(chan)品的(de)(de)在線(xian)組織(zhi)調控及直接(jie)淬火，顯著縮短工(gong)藝(yi)(yi)流程(cheng)。該(gai)技術(shu)的(de)(de)研(yan)發(fa)成功(gong)，已成為(wei)無(wu)縫(feng)(feng)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)產(chan)品在線(xian)組織(zhi)性(xing)(xing)能(neng)(neng)調控的(de)(de)平臺(tai)性(xing)(xing)技術(shu)手(shou)段，為(wei)成分節約(yue)型、工(gong)藝(yi)(yi)減量(liang)化(hua)的(de)(de)熱(re)軋(ya)(ya)無(wu)縫(feng)(feng)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)，以(yi)及更高(gao)(gao)品質要(yao)求的(de)(de)不銹鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)產(chan)品，在組織(zhi)性(xing)(xing)能(neng)(neng)調控及高(gao)(gao)效生(sheng)(sheng)產(chan)工(gong)藝(yi)(yi)的(de)(de)開發(fa)方(fang)面提供關鍵技術(shu)手(shou)段及生(sheng)(sheng)產(chan)支(zhi)撐(cheng)，對我國(guo)實(shi)(shi)現(xian)熱(re)軋(ya)(ya)無(wu)縫(feng)(feng)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)短流程(cheng)綠(lv)色化(hua)制(zhi)造工(gong)藝(yi)(yi)具有重要(yao)意義。該(gai)項技術(shu)填補了國(guo)際空白，也(ye)(ye)使(shi)得我國(guo)成為(wei)在熱(re)軋(ya)(ya)無(wu)縫(feng)(feng)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)領域首個掌握(wo)該(gai)項技術(shu)并(bing)實(shi)(shi)現(xian)工(gong)業(ye)(ye)化(hua)應(ying)用(yong)的(de)(de)國(guo)家。2018年，該(gai)技術(shu)入圍世界(jie)鋼(gang)(gang)協第9屆“Steelie”年度創新(xin)獎。同時，該(gai)技術(shu)的(de)(de)研(yan)發(fa)成功(gong)也(ye)(ye)被我國(guo)鋼(gang)(gang)鐵行(xing)業(ye)(ye)重要(yao)知名媒(mei)體《世界(jie)金(jin)屬導(dao)報》評(ping)選為(wei)2018年世界(jie)鋼(gang)(gang)鐵工(gong)業(ye)(ye)十大技術(shu)要(yao)聞(wen)，并(bing)位列首位。
