无缝钢管是一种经济型钢材，在汽车、机车、船舶和军工等高标准行业具有广泛应用。尤其是汽车行业，要求钢管不但具有良好的加工性能与最终使用性能，而且表面呈无氧化脱碳的光亮状态。退火热处理是无缝钢管生产过程中决定最终性能和表面状态的重要工序，但是由于退火设备的问题和退火工艺不当，造成钢管表面氧化、脱碳现象。通常，钢管企业采用保护气氛退火炉代替原有氧化气氛炉，生产效率低，生产成本高。为了提高生产效率，某企业为钢管处理专门设计了贯通式保护气氛炉，由于设计缺乏经验，使用后的无缝钢管仍存在发蓝、发红等不同程度的表面氧化、脱碳现象，导致产品无法满足光亮退火要求的表面呈银白色光亮状态。　　本文从以下方面进行了研究:　　首先，采用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪等相关技术手段，研究分析出用该贯通式保护气氛炉退火后的钢管表面发红发蓝为氧化现象，发红表面成分为Fe2O3，发蓝的表面成分为Fe3O4。并通过金相显微镜观测退火前后无缝钢管内外壁的脱碳层深度，判断氧化、脱碳是在上述设备光亮退火过程中产生的。　　随后通过对上述贯通式保护气氛炉的结构、加热及冷却方式等进行研究分析以及对氮基保护气氛技术参数检测分析，确定氧化脱碳的原因主要是该退火炉结构设计不合理使得空气进入炉内，造成氧化。其次是氮基保护气氛中氢气含量不合理造成脱碳。研究认为:(1)退火炉为贯通式结构，当钢管从炉门进入炉内时，通常炉内气压为正压。由于炉门没有密封，一旦炉内气氛为负压时会出现向炉外吸气现象，外界空气进入炉内提高氧气的含量，从而造成氧化。(2)退火炉内的气压未进行实时监测。当炉内为负压时，外界空气进入炉内造成氧化和脱碳;而炉内压力过高又会造成资源浪费。通过测试发现，当退火炉的输气泵从加热段向冷却段输气时，加热段在瞬时产生负压。(3)氮基保护气氛的氢气含量需要进一步试验调整，使光亮退火的脱碳程度降到最低。　　为了防止贯通式保护气氛炉退火产生氧化脱碳，对其进行改进设计:(1)为了防止外界空气中的氧气进入退火炉，避免炉内含氢气的氮基气氛逸出，通过模拟仿真烧嘴喷出火焰的尺寸，在入、出口的炉门处设计安装了两道火帘。(2)为了保证炉压处于正常范围（2.25±0.50）KPa内，安装炉内气压检测及报警装置，实现了炉内气压实时监控。　　试验证明，通过上述改进设计解决了退火过程中的氧化问题，但是仍存在一定程度的脱碳层。经过分析计算得到炉内氧气含量，并通过调整氮基保护气氛中氢气含量，进行光亮退火试验。结果表明氢气含量在3％～4％范围内，能够保证光亮退火过程中不会进一步脱碳。　　通过改进后的贯通式保护气氛炉，对20Mn2钢、45钢和35CrMo钢等钢管进行多次光亮退火试验，全面解决了钢管退火氧化、脱碳和颜色变化的质量问题。观测钢管内、外壁脱碳情况表明:35CrMo无缝钢管平均脱碳层深度均由0.20mm减少到0.05mm，20Mn2无缝钢管平均脱碳层深度均由0.15mm减少到0.08mm，45钢无缝钢管平均脱碳层深度均由0.15mm减少到0.08mm，满足国家标准要求的≤0.10mm。而且钢管表面由发蓝发红的状态变为银白色的光亮状态。