在热轧不锈钢管领域，离线热处理工艺在线化、充分发挥在线控制冷却工艺的组织调控作用，早已得到业界的广泛认可。国内外很多企业从自身产线特点及需求出发，在定减径设备出口设置了为数很少的简易冷却喷水环，以期在不影响钢管直度的前提下尽量改善性能，但往往温降能力很小，不能满足组织调控的工艺要求；或者基于离线淬火设备思路，设置水冷系统，实现淬火，但不能实现在一定温度点停止冷却的控制冷却要求，且受设备长度限制，往往只能实现短尺寸钢管（单倍尺）的在线淬火。由于热轧不锈钢管环形特殊断面条件下的高强度、高均匀性冷却控制技术难题长期未得到有效突破，导致了既可在一定温度点停止冷却实现精准控温，又可实现直接淬火的冷却系统工业化装备及工艺技术应用几乎为空白。
东北大学科研团队针对不锈钢管环形断面特点，深人开展冷却机理机制研究，获得了钢管冷却过程的高强度均匀化热交换机制和控制方法。依托此项技术，团队与宝钢合作，协同创新，开展热轧无缝钢管在线控制冷却技术工业化应用的科研攻关。2014年，依托宝钢股份烟台鲁宝PQF460热轧无缝钢管生产线，开发出在线控制冷却中试装置，并基于万吨级工业性中试试验，开展了多轮技术攻关。在此基础上，于2016年开展实施宝钢鲁宝PQF460无缝钢管在线冷却装备及自动化控制系统开发一期科研项目；2017年继续开展实施了宝钢PQF460无缝钢管在线冷却装备及自动化控制系统开发二期科研项目；2018年，兼具控制冷却和直接淬火功能的我国首台套热轧不锈钢管工业化在线控制冷却系统在宝钢全面建成投产（如图6-64所示），实现国际首创。
基于在线控制冷却工艺实现对无缝钢管热轧成型后冷却路径的控制，进而通过相变行为调控改变组织构成及亚结构特征。从本质上来说，在线控制冷却是通过对钢中相及其形态、尺度的控制，以达到细晶强化、析出强化、位错强化、相变强化等强化机制效果，提高钢管的综合力学性能。基于控制冷却灵活的工艺路径控制，针对钢管“成分高＋无控轧”特点，开发出了适于热轧无缝钢管的TMCP-F／B／M工艺技术，通过快速冷却实现对钢管轧后相变组织的调控，见（图6-65），充分发挥“水是最廉价的合金元素”的理念，突破目前热轧无缝钢管产品工艺开发局限，挖掘钢铁材料潜能，为开发低成本、高性能、高附加值管材产品提供工艺平台。同时，还可针对热轧无缝钢管品种及规格多样化特点，开发出适于不同工艺的高强度均匀化控制冷却策略。
1. 热轧无缝钢管TMCP-F工艺
针对铁素体-珠光体型无缝钢管，利用TMCP-F工艺，即控制冷却终止温度在铁素体相变区，进而获得细化的铁素体、珠光体组织，实现热轧显微组织的在线调控，改善组织结构，大幅提升其轧态性能。典型控制冷却温度曲线如图6-66所示。
2. 热轧无缝钢管TMCP-B工艺
将控制冷却终冷温度降至贝氏体转变温度区间，即TMCP-B工艺路径，可以获得贝氏体组织类型的高强度无缝钢管。将贝氏体引入热轧无缝钢管组织调控中，充分发挥相变强化作用，可实现以较低合金成分生产高钢级产品，或一钢多级的减量化工艺。
3. 热轧无缝钢管TMCP-M工艺
将终冷温度降至马氏体相变区间的TMCP-M工艺，即控制冷却的极限冷却直接淬火（DQ）工艺。直接淬火后的管形如图6-67所示。直接淬火后配以适当的回火热处理即DQ-T，可以代替离线调质热处理，省却再加热淬火过程，不仅提高了生产效率，还显著降低了能耗，同时还可提高材料的强韧性能，为更高强度级别热轧无缝钢管的生产提供了工艺手段。
热轧不锈钢管控制冷却工艺技术自投入使用以来，显示出良好的应用效果，冷却后温度控制精度高，冷却均匀，冷却后钢管管形良好；产品性能提升明显，有效解决了中厚规格结构管轧态性能较低，需要依赖离线热处理的问题，实现了工艺减量化生产；利用直接淬火功能实现了相关产品的在线组织调控及直接淬火，显著缩短工艺流程。该技术的研发成功，已成为无缝钢管产品在线组织性能调控的平台性技术手段，为成分节约型、工艺减量化的热轧无缝钢管，以及更高品质要求的不锈钢管产品，在组织性能调控及高效生产工艺的开发方面提供关键技术手段及生产支撑，对我国实现热轧无缝钢管短流程绿色化制造工艺具有重要意义。该项技术填补了国际空白，也使得我国成为在热轧无缝钢管领域首个掌握该项技术并实现工业化应用的国家。2018年，该技术入围世界钢协第9届“Steelie”年度创新奖。同时，该技术的研发成功也被我国钢铁行业重要知名媒体《世界金属导报》评选为2018年世界钢铁工业十大技术要闻，并位列首位。
