聚焦钢管产业绿色转型难点 王国栋院士建议以“三位一体”短流程重塑无缝钢管产业链

(问题) “双碳”目标和制造业绿色转型加速推进的背景下,无缝钢管作为能源、化工、装备制造等领域的重要基础材料,仍面临生产流程长、能耗偏高、质量稳定性不足等问题;3月27日,在2026第四届中国钢管产业新质发展暨第四届“钢管工匠”表扬大会上,中国工程院院士、东北大学教授王国栋在题为《建立节能减排、绿色高效的无缝钢管产业链》的报告中表示,我国无缝钢管行业高质量发展存在“四个卡点”,亟需通过产业链重构与工艺一体化寻求突破。 (原因) 一是产业链“前后两张皮”较为普遍。多数无缝钢管企业依赖外购圆坯,冶炼—连铸与穿孔轧制环节分离,成分控制、内部缺陷控制与过程质量追溯难以闭环;部分具备冶炼连铸条件的企业,也存在与穿孔产线衔接不紧、界面控制能力不足等情况,原料与工艺协同受到限制。二是传统流程依赖多次“冷却—再加热”。圆坯往往需要经环形加热炉二次加热,长时间保温效率不高,且易出现“外热内冷”,导致穿孔变形与组织不均。三是性能调控更多依靠“热处理+合金化”等叠加手段,能耗、排放与成本随之上升。四是反复热循环会放大连铸坯芯部缺陷,夹杂富集、组织疏松等问题在穿孔过程中更易演化为内壁缺陷、裂纹、折叠等质量风险。 (影响) 报告认为,上述问题的直接后果是能耗与碳排放强度偏高、质量波动加大,成材率与效率受到制约。无缝钢管生产的综合能耗明显高于部分板带材流程,叠加离线热处理、合金添加等环节后,单位产品能耗与排放还会更上行。在市场层面,这不仅削弱企业成本竞争力,也会影响高端钢管在极端服役环境下的可靠性与一致性,制约行业向高附加值领域升级。 (对策) 围绕“少加热、少循环、强衔接、稳质量”的方向,王国栋提出以“凝固—直接穿孔轧制—在线控冷”为核心的“三位一体”组织性能调控技术体系。通过冶炼—连铸与穿孔轧制的紧密衔接,建立高韧性、可调控的过程界面,实现从连铸坯到无缝钢管的短流程、高效率制造。 第一,补齐前端能力,重构完整产业链。报告建议在钢管轧制前端完善冶炼与连铸环节,形成“冶炼—精炼—高质量连铸—界面衔接—智能穿轧”的一体化链条,减少外购坯主导带来的过程失控,为质量一致性与工艺创新提供支撑。 第二,强化资源循环导向,提升废钢利用水平。以废钢为核心原料的短流程冶炼在资源循环、能耗与排放强度上具有优势。报告提出,可探索“废钢+直接还原铁”动态配比与分级数据库建设,结合感应电炉—精炼、真空脱气与钙处理等手段,提高成分控制精度与洁净度控制水平,为高韧性、高可靠性钢管提供冶金保障。 第三,推动连铸与穿孔“热态直连”,减少中间加热。通过直接穿孔轧制等方式尽可能利用铸坯余热,压缩“冷却—再加热”周期,降低环形炉长时保温带来的能耗与温差风险,并提升穿孔稳定性。针对温度补偿与节拍匹配需求,可发展保温直轧以及电磁感应补热等方式,降低能耗的同时,改善“外热内冷”导致的组织与变形不均。 第四,以在线控冷替代部分离线热处理功能。将性能调控前移并在线化,通过可控冷却与组织调控实现性能达标,减少对轧后离线热处理的依赖,推动“以流程优化降低能耗、以过程稳定提升质量”。 (前景) 业内人士认为,围绕短流程、连续化、智能化的制造模式,无缝钢管行业正迎来以工艺再造带动全链条升级的窗口期。随着能源约束趋紧、绿色门槛抬升,谁能率先在冶炼连铸—穿孔轧制—控冷调控等关键界面实现稳定可控,谁就更有可能在高端油气管、工程机械用管、极端环境用管等市场占据主动。下一步,有关技术体系仍需在不同钢级、规格与产线条件下开展系统验证,并在标准、检测评价与数字化过程控制诸上完善配套支撑。

钢管行业的转型实践表明,绿色转型不只是简单的减排,更需要从产业链重构、工艺革新到质量控制的系统性突破。将“双碳”压力转化为技术创新动力,制造业高质量发展才能打开更大的空间。