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随着石油钻采技术的发展和油井管服役条件的恶化，要求油井管应具有高强度、良好的韧性、耐腐蚀、抗HIC、抗SCC性能及各性能的协调匹配，并要求不断提高油井管质量的稳定性与可靠性，以防止或降低拉断、挤毁、腐蚀破坏等失效形式的发生几率。作为油井管生产的主要坯料，连铸圆坯洁净度控制、内部和表面缺陷及凝固组织控制对于提高成品油井管性能及其稳定性、降低缺陷发生几率、提高成材率和经意效益具有重要意义。 国内某钢铁公司在油井管生产中存在成品管性能稳定性差，内外折等缺陷发生几率高，成材率低的问题。冶炼过程和连铸坯质量评价结果分析表明，连铸坯全氧含量高、大型非金属夹杂物含量超标和铸坯中心疏松、中心偏析、裂纹等缺陷是导致产品质量问题的主要原因。为解决上述问题，有必要对钢包精炼工艺、中间包钢液流动行为控制和连铸工艺参数进行优化设计。 为改善钢包精炼效果，开展了钢包渣脱氧实验研究。基于熔渣熔体结构的钢包渣脱氧动力学过程分析表明，当炉渣组成中w(CaO)/w(SiO2)在5左右，w(Al2O3)在15％左右时，可以实现钢包渣快速脱氧;在此基础上设计开发了新型钢包渣改质工艺，真空感应炉钢包精炼模拟实验结果表明，渣中Σ(FeO+MnO)含量可在10min内降低到1％以下，且脱硫效果良好。 为控制中间包内钢液流动行为，改善非金属夹杂物上浮去除效果，针对六流圆坯梯形中间包开展了数学物理模拟研究。结果表明，采用圆柱形湍流控制器、导流隔墙U型布置、导流坝安装在2＃和3＃水口之间，距长水口中心向1924mm，坝高为152mm的控流装置组合与布置方式，可显著增加中间包内钢液流动平均停留时间、降低死区体积分率，并有利于提高多流中间包各流流动的一致性。 为了控制连铸坯质量，建立了连铸圆坯凝固过程和凝固组织数学模型，解析了连铸圆坯凝固过程，并建立柱状晶向等轴晶转变(CET)判据。数学模拟结果显示，对于37Mn5钢种Φ150mm连铸圆坯，综合考虑裂纹和中心等轴晶率控制、浇铸安全及生产率，合适的连铸工艺参数为:结晶器冷却水流量85m3·h-1，二冷水总水量10m3·h-1，过热度15℃～20℃，拉速2.5m·min-1左右，二冷水配比35∶28∶26∶11。 将改进后的工艺参数应用到圆坯生产实践取得了显著的效果。工业试验结果表明，采用优化后的钢包渣改质工艺，钢包渣中Σ(FeO+MnO)含量可在10～15min内降低到1％以下，实现了快速白渣精炼，LF精炼脱硫率可提高33.7％;采用优化的中间包控流装置类型和布置方式，连铸圆坯中全氧含量平均降低9.05×10-6，大型非金属夹杂物含量平均降低7.76mg·(10kg)-1，且大型非金属夹杂物出现的频率显著降低;采用优化的连铸工艺参数，连铸圆坯中心疏松、裂纹、中心偏析等缺陷发生几率显著降低，中心等轴晶率进一步提高。