无缝钢管的“冶炼”环节,其实是指把原料变成适合后续穿孔、轧管用的“管坯”——也就是一根成分、纯净度、凝固组织都受控的实心圆钢坯,整个冶炼过程可以拆成 5 个关键阶段,天津188金宝博销售集团有限公司精心总结,把每一步的设备、工艺参数、质量控制点都展开说明。
初炼(熔化)
目的:把固态钢铁料快速熔化成钢水,并脱掉大部分 C、P、Si。
设备:100 t 级超高功率电弧炉(EAF)或 120 t 级顶底复吹转炉(BOF)。
关键参数:
出钢温度 1620–1660 ℃;
终点 C 0.03–0.06 %,P ≤ 0.010 %;
采用“二次出钢”挡渣,下渣量 ≤ 3 kg·t⁻¹。
控制要点:转炉采用“高-低-高”枪位模式,保证前期低温去磷、后期高碳升温;电弧炉通过泡沫渣埋弧,降低氮吸附(目标 N ≤ 40 ppm)。
炉外精炼(脱氧、合金化、深脱硫)
目的:把钢水成分调到目标窄带,并把 O、S、夹杂降到极低水平。
典型路线:LF+RH(或 VD)双联。
LF 炉(钢包精炼炉)
造高碱度白渣(CaO/SiO₂ ≥ 4),电弧加热 1580–1600 ℃;
喂铝线 Al 0.020–0.040 %,控制氧活度 a[O] ≤ 3 ppm;
喂 Ca-Si 线 1.0–1.5 m·t⁻¹,球化硫化物,改善横向冲击。
RH 真空循环
真空度 ≤ 0.5 mbar,循环因子 ≥ 6;
脱氢目标 [H] ≤ 1.0 ppm(深海管线钢要求 ≤ 0.7 ppm);
轻处理 8–12 min,重处理 18–25 min,保证夹杂物上浮。
成分精调(以 Q345E 为例,%)
C 0.14–0.18 Si 0.20–0.30 Mn 1.25–1.40
P ≤ 0.015 S ≤ 0.003 Als 0.020–0.035
V 0.015–0.030 Nb 0.020–0.030 Ti 0.010–0.020
出钢前喂丝成分一次命中,避免二次补铝造成 Al₂O₃ 夹杂。

连铸(φ 200–350 mm 圆坯)
目的:把合格钢水凝固成内部致密、表面零缺陷的管坯。
装备:弧形圆坯连铸机,6 流或 8 流,冶金长度 22–26 m。
核心参数:
过热度 15–25 ℃,拉速 0.9–1.1 m·min⁻¹(φ 250 mm);
结晶器电磁搅拌(M-EMS)+末端轻压下 4–6 mm;
二冷比水量 0.25–0.30 L·kg⁻¹,气雾冷却防裂纹。
质量指标:
中心偏析 ≤ 1.0 级(ASTM E381);
等轴晶比例 ≥ 50 %(电磁搅拌后可达 60 %);
表面缺陷深度 ≤ 0.5 mm,角部裂纹为零。
保护浇铸:大包→中间包采用长水口+氩封,中包→结晶器采用侵入式水口+结晶器保护渣(C 含量 3–5 %,碱度 0.9–1.1),防止二次氧化。
铸坯后处理
热送辊道 650 ℃ 以上直接入坑缓冷,冷却速率 ≤ 30 ℃·h⁻¹,48 h 后出坑,彻底释放氢,防止白点。
表面检验+砂轮修磨,缺陷深度>2 mm 需火焰清理;合格后打捆入管坯库。
低倍检验:每浇次头尾各取 1 支,硫印、酸洗、超声波,合格级别按 YB/T 4149-2018 A 级。
高端牌号再提纯(可选)
对 13Cr、超级 13Cr、镍基合金等高端无缝钢管,管坯需再走一遍“电渣重熔(ESR)”或“真空自耗(VAR)”:
ESR 熔速 4–6 kg·min⁻¹,渣系 CaF₂-Al₂O₃-CaO,重熔后 S ≤ 0.001 %,夹杂物 A+B+C+D 细系均 ≤ 0.5 级。
VAR 真空度 ≤ 10⁻² mbar,熔滴控制在 2–4 mm,进一步降低气体与夹杂物,满足抗 H₂S 应力腐蚀要求。
经过以上 5 个阶段,得到的管坯就是后续穿孔-轧管工序的“原料”,其纯净度、成分均匀性和凝固组织直接决定了无缝钢管的横向韧性、压扁性能以及探伤合格率。
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