在钢铁行业节能减排大趋势下,中国对资源节约型和环境友好型新产品的需求将越来越迫切。钢铁生产是高耗能产业,为了可持续发展,国家提出并致力开发新一代可循环钢铁流程,开发先进轧制技术和节能减排型产品。在新一代钢铁工艺流程钢铁加工过程中要实现加工过程的减量化,生产节约型钢铁材料,促进我国社会经济可持续发展。填芯钢管的生产,以价格低廉的材料和固体废弃物作为填芯料,结合粉末冶金理论,变废为宝,不仅可缓解环境压力,提升材料的综合性能,同时能带来巨大的经济效益。本文的主要工作内容和成果如下:(1)选用Q235直缝焊管作为填芯钢管轧制的外层钢管,选用价格低廉的材料和固体废弃物为填芯料,探究采用改进后的椭圆-圆孔型轧制填芯钢管的可行性,成功轧制出芯部紧实的填芯钢管。且通过理论计算,用填芯钢管代替棒材和管材,节材效果明显。(2)通过探究填芯钢管轧制过程芯部填芯料的致密机理,给出了轧前相对密度、轧件内外径、轧后相对密度之间的数学关系,并通过与实验数据做对比,验证其准确性。(3)填芯钢管在压扁和三点弯曲实验过程中,芯部填芯料对钢管的性能的提升明显,填芯钢管解决了炉渣等钢铁工业废弃物的应用问题,开创了炉渣利用的新途径。(4)通过探究炉渣经过轧制退火处理后的水化硬化机理,发现原来的非晶相发生了凝结硬化反应生成了以CaO-MgO-A1203-SiO2系统为基础的结晶态钙镁黄长石和钙铝黄长石,使填芯料的结合强度迅速增加。而且炉渣这种填芯料经过轧制退火后与外层钢管形成了冶金结合界面,在界面处形成了富含合金元素的新相。(5)探究钢管的材质对填芯钢管性能的影响,发现钢管的强度越高越利于芯部填芯料的密实。而且填芯轧制后填芯料所占填芯钢管的比例越大,填芯钢管的节材效果越好。