冶炼工艺对合结钢钢冲击功的影响
有害元素P 、S 含量以及夹杂物种类、数量、分布、形态等都能对合结钢冲击功产生很大的影响。对大多数钢种来说，P 、S 含量增加会降低钢的性能，条状MnS 会降低横向冲击功，从而造成钢的各向异性；P 会增加钢的回火脆性敏感度，从而使钢的冲击韧性下降。冲击韧性也会随夹杂物含量增高及其偏聚的严重程度而下降。因此为了解决以上这些问题可以从以下几个方面着手。
(1)控制钢中[P]、[S]及T.O 含量，有助于提高AISI4145H 钢的冲击韧性，尤其是该钢种低温冲击韧性，随着钢中MnS 夹杂物含量减少，钢的各向异性变小。
(2)在LF 工位进行渣相控制，能有效控制夹杂物的组成类型、尺寸及数量。
(3)钢水经CaSi 处理后，钢中的氧化物及硫化物得到不同程度的变性，利用夹杂物的物化特性可大幅改善低倍偏析程度。
(4)钢的冲击性能主要决定于渣精炼的控制以及有效的夹杂物变性处理方式，因为，通过渣精炼过程可控制钢质的洁净度与夹杂物的类型，而有效的夹杂物变性处理可改变夹杂物的形态分布及尺寸大小，从而使钢的力学性能增强。
方坯连铸工艺中不利于提高钢水质量的典型因素
(1)中间包流数多，中包钢水表面积大，钢水向空气散热和受到空气氧化的几率高，钢中易氧化元素转
化为夹杂物的危险性大；
(2)许多方坯生产的连铸厂，一般炉容量较小，因此中间包容量小，中包工作液位较低（常低于700mm ），中包冶金效果不明显，不利于夹杂物的上浮；
(3)挡墙设置不当或挡墙质量效果差时，大包铸流冲击点离中间流距离太近，夹杂物直接进入结晶器的危险性大，并且各流钢水温差较大，易导致浇注不顺；
(4)许多传统的方坯铸机，大包与中间包之间距离很近，难于安装保护导管实行保护浇注；
(5)一般采用分段水口将中间包钢水导入结晶器，在上下水口接缝处容易抽吸空气，使钢水受到严重的二次氧化；
(6)方坯连铸的下水口通常为直通式水口，钢水中夹杂物上浮机会很小；
(7)由于流数多，中间包跨度大，中间包长期使用后易产生较大的变形，即使具有中间包升降功能，各流水口在结晶器钢液中的插入深度和对中度也难以一致和达到最佳化，由于受到钢水温度和拉速的限制，往往造成结晶器内流股偏流、钢渣混卷的现象；
(8)由于结晶器内二维冷却传热，钢液弯月面温度较低，不仅不利于保护渣均匀熔化，而且易加剧渣圈的生成和长大；
(9)方坯在拉坯速度高或未未采用液面自动控制时，结晶器液面波动大， 加剧了卷渣事故的发生。
☆方坯连铸要增加品种钢和提高铸坯质量，必须首先解决三个方面的问题： 保护浇铸
中间包冶金
实现保护渣的冶金功能
钢包精炼炉降低氧含量的控制措施
1选择适宜的精炼渣系
一般来讲，精炼渣系不仅有脱氧的要求，而且还有脱硫、吸附夹杂物以及埋弧造渣的要求。对降低氧含量而言，提高炉渣碱度，可使钢中平衡氧降低，而且可以提高硫在渣钢中的分配比，即利于脱氧和脱硫，高碱度炉渣应该首选渣系，但是精炼渣的碱度也不能过大，如果碱度过大，例如大于5.0时，精炼渣熔点变高，成渣慢，也会影响脱氧和脱硫效果。因此，不宜采用高碱度精炼渣，实践表明，精炼渣碱度控制在2.5～3.0，炉渣既有良好的脱氧脱硫能力，又有良好的吸附夹杂的能力，而且埋弧效果很好。
2对钢包吹氩的控制
氩气搅拌的作用：一是可以去除钢中的溶解氧，二是可以对脱氧产物起到浮选的作用，从而达到去除的目的。
1）吹氩对溶解氧的去除
在冶炼过程中，从包底透气砖不断的吹入氩气，气泡在钢液中相当于一个小真空室，随着气泡的不断上浮，搅动钢水，钢液中的溶解氧就扩散到氩气泡中，从而达到去除溶解氧的效果。
2）钢包吹氩对夹杂物的去除
钢包吹氩条件下，钢中固相夹杂物的去除主要依靠小气泡的浮选作用，即夹杂物与小气泡碰撞并粘附在气泡壁上，然后随气泡上浮而去除。夹杂物被气泡俘获的概率P 等于夹杂物与气泡碰撞的概率PC 和碰撞发生后夹杂物吸附于气泡上的概率PA 的乘积。
国外研究表明，当固体颗粒与溶液的接触角大于90°时，几乎所有到达气泡表面的颗粒都能粘附在气泡上，而且与接触角大小无关。当接触角小于90°时，粘附率随接触角减少而锐减。Al 2O 3与SiO 2和钢液的接触角分别为144°和
115°，表明它们不被钢液润湿。因此，很容易粘附在钢中的气泡上。因而钢中夹杂物的去除效率主要决定于它们与气泡的碰撞概率，且大颗粒夹杂与气泡碰撞的概率远大于小颗粒与气泡的碰撞概率[2]。
另外，夹杂物被气泡俘获的概率还决定于吹入钢液中的气泡数量和尺寸。吹入的气泡数量越多，尺寸越小，夹杂物去除的数量也就越多[3]。而吹氩产生的气泡尺寸主要决定于吹氩流量或吹氩强度。吹氩流量越大，气泡脱离吹气元件时的尺寸越大，因此采用低强度吹氩（即软吹氩）并适当延长吹氩时间有利于夹杂物的去除，或采用多个吹气元件同时吹氩，可在有限的净化吹氩时间内向钢液吹入更多小气泡。
3）钢包吹氩时的惰性保护气氛
钢包冶炼过程全程吹氩，氩气是一种惰性气体，密度大于空气，它从钢水中逸出后会覆盖在钢液面上，形成保护气氛，防止钢液二次氧化，从而降低钢水中的氧含量。
3耐材的选用对氧含量的影响
钢中的氧含量有一部分是耐材的侵蚀进入到钢液的，所以要求耐材有较好的耐急冷急热性。钢包精炼一般为间歇性操作，温度波动大，而且全程吹氩，对炉衬有强烈的冲刷作用。因此要求耐火材料有好的高温强度。
4钢中Als 含量的控制
钢中AlSs 含量对氧含量有着较大的影响，当Als 含量控制在0.015%时，随着钢中Als 含量的增加，钢中氧含量减少的不是很明显；而当Als 含量控制在0.030%时，随着钢中Als 含量的增加，钢中氧含量基本没有变化。而且当钢中铝含量超过0.030%时，钢中的铝很容易与渣中氧结合，也会和还原渣中的SiO 2和
MnO 等化合物，使钢液中聚集的Al 2O 3增加。过高的铝还会大大增加钢液在浇注
时的二次氧化，产生停留在成品中的Al 2O 3夹杂，因此，残铝量控制在0.015%～
0.030%是比较适宜的。
不同精炼工艺对钢中夹杂物的影响
目前油田使用的J55钢级油套管量占油套管总量的60%,J55钢级是API5CT 标准中一个重要的钢级。几年来, 鞍钢在开发高级别J55石油套管钢方面做了大量的研究工作, 取得了宝贵的经验。但由于生产工艺各个环节的不稳定因素, 造成J55油井管产生各种缺陷, 这些缺陷一部分是轧制时造成的, 一部分是由连铸坯料带来的。分析研究夹杂物、气孔形成的原因并加以控制是十分必要的。本次试验通过对比J55石油套管钢采用LD-RH-LF-CC 和LD-LF-CC2条工艺路线钢中氧、氮及夹杂物的控制水平, 重点研究2条工艺路线钢水及铸坯中气体含量、夹杂物等变化, 以此确定生产J55石油套管钢最优生产工艺路线, 减少由夹杂物、气孔等原因所造成的产品缺陷, 提高产品质量。本研究结果为新钢种的冶炼工艺设计提供技术依据。
(1)2条工艺路线铸坯氧的质量分数没有明显区别, 平均为
0.0020%;LD-RH-LF2CC比LD-LF-CC 氮含量高,LD-LF-CC 工艺铸坯氢含量稍高一些, 但产品质量检测结果,2条工艺路线的铸坯气体含量都满足要求。
(2)2条工艺路线铸坯中夹杂物面积含量和粒度没有明显差别, 平均含量0.0060%～0.0070%。铸坯夹杂物以氧化物和硫化物复合夹杂物为主,95%以上夹杂物粒度小于10μm 。
(3)采用RH 真空处理对J55钢洁净度没有提高。因此从去除夹杂物的方面考虑, 采用LD-LF-CC 冶炼工艺可以降低生产成本。该研究为某些新钢种的工艺设计提供了理论依据。
非金属夹杂物的来源及其在钢包处理过程中的成分变化 瑞典的研究人员从位于胡福什的奥瓦科钢厂取了钢样、渣样和耐火材料的试样并把这些试样送到LOM 、SEM 和OESPDA 进行分析。用EDS 测定了夹杂物的化学成分。按形貌和成分，夹杂物被分为五种类型即：第一类：氧化铝夹杂物，第二类：铝酸钙，第三类：尖晶石+铝酸钙，第四类：被CaS 外壳包着的铝酸钙
以及第五类：被CaS 外壳包着的尖晶石+铝酸钙。研究人员发现钢包黏着物是夹杂物的主要来源, 从电弧炉带过来的夹杂物可能是另一个重要的来源。OESPDA 的检测结果显示夹杂物的清除主要发生在真空脱气阶段。
桥梁用Q370qE 钢生产控制
Q370qE 是一种优质桥梁钢，广泛地应用在大桥的结构建筑上，但Q370qE 容易出现非金属夹杂物、中心严重偏析造成钢板分层、以及连铸保护渣和耐火材卷入等问题，进而造成废品材出现，严重制约产品的生产，应分析并加以解决，该钢种的工艺流程：转炉冶炼-LF 精炼-连铸-成材，故应根据工艺做到：
1转炉冶炼。(1)由于Q370qE 是中碳钢，可采用高拉碳，缩短供氧时间和冶炼周期，防止钢水过氧化，降低终渣中的氧化铁。(2)提高转炉炉后顶渣的配比量，以便于精炼快速造白渣。(3)限定转炉钢水进精炼的Al 含量，即转炉钢水进精炼所取得第１个样ｗ（［Al ］）≥0.040%,为精炼提供条件。
2精炼。(1)初期，强化渣面扩散脱氧，降低渣中氧，同时降低渣中氧化锰和氧化铁，使ｗ（MnO+FeO）＜1.0, 通过吹氩搅拌加强除渣效果；向钢液喂铝线或加入其它脱氧剂对钢水进行沉淀脱氧，使钢水脱氧完全；终点取样后，进行氩气软吹，可使钢中夹杂物大量上浮，提高钢的纯净度。(2)喂入Ca-Si 线，对钢Al 2O 3、MnS 夹杂进行变性钙化处理，变性钙化处理后，夹杂物变得细小、球化更
易于上浮到渣层。(3)确保精炼后的吹氩时间，使钢水的成分、温度均匀。
3连铸。(1)连铸采用动态轻压下、液面自动检测系统、结晶器采用四幅电机自动控制式塞棒；同时由于Q370qE 中碳钢处于包晶区，应将二冷水的冷却模式由中碳调为中晶配水模式；另外，浇铸采用低过热度浇钢，将中包的过热度控制在10～20℃，避免产生后续的钢板分层；此外，结晶器的振动采用高振频、低振幅以利于减轻振痕深度，炉次交换中拉速变换要适合，防止太快后续产生铸坯裂纹。(2)增大中间包容量，加大中间包受钢口区域面积，加高中间包，延长钢水在中间包滞留时间，使夹杂物充分上浮和排出。
国内湘潭钢铁公司厚板厂采用以上工艺控制Q370qE 钢板生产后，探伤合格率由75%提高到97%左右，取得良好的经济效益。
连铸中夹杂物的控制
连铸提高钢的质量控制夹杂物的办法有两类：第一类是防止夹杂物的生成和带入，第二类是去除钢液中已存在的夹杂物。
主要采取的对策包括：保护浇注、中间包冶金技术、中间包钢水流动控制、中间包覆盖渣、碱性包衬、中间包电磁离心分离技术、中间包热循环操作技术、防止下渣和卷渣技术、结晶器钢水流动控制、结晶器电磁搅拌技术等
采取的一些具体做法如下：
1、防止钢液的二次氧化
钢液的二次氧化是指钢液脱氧后，继续和空气中的氧或其他氧化物作用，使钢中的氧含量升高。为了防止钢液的二次氧化，应对钢液进行保护浇注，具体措施如下:
(l)注流的保护。钢液注流的保护包括钢包注流的保护和中间包注流的保护。通常有长水口、浸入式水口及惰性气体屏蔽等方法。通过注流保护浇注，既可以防止注流的二次氧化，又可避免浇注时钢流冲击液面使钢液裸露而造成的二次氧化。
(2)合理使用中间包覆盖剂。为了防止钢液的二次氧化，生产高纯净钢，仅仅靠对注流的保护是不够的，因为中间包内高温钢液裸露于空气中，同样会受到空气的污染，因此减少钢液的二次氧化的另一措施就是在中间包内加覆盖剂。从提高钢水清洁度的角度来讲，覆盖剂应具备隔绝空气、绝热保温、吸收从钢液中分离出来的非金属夹杂物的功能。目前使用的覆盖剂有三种:酸性:典型的为炭化稻壳，绝热性好，成本低，但不利于吸收中间包中上浮的夹杂; 中性:典型的为SiO2-A12O3质材料，有一定的绝热性，成本较低，有吸收夹杂的能力; 碱性:以MgO 或白云石为基的材料，吸收夹杂能力强，但绝热性能不好，易产生保护渣结壳现象。有研究表明高的碱性覆盖剂的使用效果比酸性和中性覆盖剂的使用效果好。
(3)合理使用结晶器保护渣。在结晶器中高温钢液面上加入低熔点的渣，会迅速形成粉渣层，烧结层和液渣层三层结构，并均匀地覆盖整个钢液面，将空气与钢液隔开，有效地阻止空气中的氧进入钢液。但是，渣中氧化物(如FeO) 的存
在会增加渣金界面的氧势，提高了液渣层中氧的扩散速率，促进空气中的氧经过渣层进入钢液中，因此一般要求保护渣中FeO
2、防止钢包渣、中间包渣和结品器保护渣的卷入
钢包渣、中间包渣和结晶器保护渣被卷入钢液后将直接成为钢液中的夹杂物或夹渣。钢包渣在一炉钢水浇注后期易进入中间包。中间包渣的卷入是由于中间包入口处钢液扰动导致的，结晶器渣的卷入主要是由于结晶器内钢液面的扰动导致的，针对这几种情况，相应地有三种防止方法。
(l)为防止钢包渣进入中间包，可采用下渣检测技术。电磁检测法目前已被国际上广泛运用，在钢流周围放置两个单线圈，一个产生电磁场，另一个接受感生电流:由于钢和渣的透磁性相差很大，产生的感应电流电压有很大的区别，将信号输出放大后，可发出声光报警信号并启动滑动水口将注流关闭。
(2)为防止钢水进入结晶器时，在水口上方产生旋涡而使中包渣卷入结晶器，通常可采用塞棒及控制中包钢液面高度的方法。为了减少钢液卷渣，必须保证钢液面高于产生旋涡的临界高度。
(3)为防止结晶器保护渣进入钢液，应采用形状适宜的浸入式水口，并保证浸入式水口的插入深度合理，既要避免深度过浅造成钢液面翻滚卷渣，又要避免深度过深造成钢液的冲击深度过深将夹杂物直接带入钢液。
另外应避免拉速波动大导致结晶器液面波动，进而发生卷渣。
3、防止耐火材料的冲蚀
采用优质的耐火材料能减少钢中大型夹杂物的数量。耐火材料的选择应视钢种而定。例如，当钢含锰大于4%时，应采用游离硅酸盐低的耐火材料，可减轻耐火材料的蚀损，钢包及中间包宜用高铝质耐火材料; 当浇深冲铝镇静钢时，中间包工作层宜采用镁质隔热板，或用镁质涂料，以减少耐火材料的剥落，提高耐冲蚀能力。
4、使用结晶器电磁搅拌
结晶器是连铸环节中最后一个可净化钢液的场所，在结晶器处安装电磁搅拌装置，可起到进一步降低钢液中夹杂物含量的作用。由于一般的夹杂物比钢液轻，在电磁力的作用下，夹杂物向液相中心集结并上浮到弯液面被熔渣熔解，同时搅
拌作用也使得与钢液相接触的保护渣经常得到更新，因而上浮的夹杂物容易转移到保护渣中，并被保护渣吸收。
可以采用下列方法检验连铸过程对夹杂物的影响：
(1)检验钢水自钢包到中间包过程中，钢水中夹杂的演变过程。
(2)检验中间包及中间包覆盖剂对夹杂去除效果的影响。
(3)检验钢水自中间包到结晶器过程中，钢水中夹杂的演变过程。
(4)检验结晶器保护渣对夹杂物去除效果的影响。
(5)检验铸坯中夹杂的种类、分布、形貌、粒度，推演其来源。
(6)检验经轧制后铸坯中夹杂的粒度、形貌变化
吹气搅拌使用氩气优于氮气
惰性气体中的氩气，不溶解于钢水，也不与任何元素发生反应，是一种十分理想的搅拌气源，因此被普遍采用。从搅拌作用而言，氮气与氩气一样，且氮气便宜，但在高温下氮能溶解在钢水中，其增氮量是随温度的升高及吹氮时间的延长而增多。当温度高于1575℃时，可使钢中氮含量增加0.003％，影响钢的质量，因而使用氮气作为搅拌气源受到了限制，仅有少量含氮钢种可用吹氮气搅拌，但还存在增氮不稳定的问题。
熔炼成分
含义：钢的熔炼成分是指钢在熔炼(如钢包内脱氧) 完毕，浇注中期的化学成分。
冶炼工艺对合结钢钢冲击功的影响
有害元素P 、S 含量以及夹杂物种类、数量、分布、形态等都能对合结钢冲击功产生很大的影响。对大多数钢种来说，P 、S 含量增加会降低钢的性能，条状MnS 会降低横向冲击功，从而造成钢的各向异性；P 会增加钢的回火脆性敏感度，从而使钢的冲击韧性下降。冲击韧性也会随夹杂物含量增高及其偏聚的严重程度而下降。因此为了解决以上这些问题可以从以下几个方面着手。
(1)控制钢中[P]、[S]及T.O 含量，有助于提高AISI4145H 钢的冲击韧性，尤其是该钢种低温冲击韧性，随着钢中MnS 夹杂物含量减少，钢的各向异性变小。
(2)在LF 工位进行渣相控制，能有效控制夹杂物的组成类型、尺寸及数量。
(3)钢水经CaSi 处理后，钢中的氧化物及硫化物得到不同程度的变性，利用夹杂物的物化特性可大幅改善低倍偏析程度。
(4)钢的冲击性能主要决定于渣精炼的控制以及有效的夹杂物变性处理方式，因为，通过渣精炼过程可控制钢质的洁净度与夹杂物的类型，而有效的夹杂物变性处理可改变夹杂物的形态分布及尺寸大小，从而使钢的力学性能增强。
方坯连铸工艺中不利于提高钢水质量的典型因素
(1)中间包流数多，中包钢水表面积大，钢水向空气散热和受到空气氧化的几率高，钢中易氧化元素转
化为夹杂物的危险性大；
(2)许多方坯生产的连铸厂，一般炉容量较小，因此中间包容量小，中包工作液位较低（常低于700mm ），中包冶金效果不明显，不利于夹杂物的上浮；
(3)挡墙设置不当或挡墙质量效果差时，大包铸流冲击点离中间流距离太近，夹杂物直接进入结晶器的危险性大，并且各流钢水温差较大，易导致浇注不顺；
(4)许多传统的方坯铸机，大包与中间包之间距离很近，难于安装保护导管实行保护浇注；
(5)一般采用分段水口将中间包钢水导入结晶器，在上下水口接缝处容易抽吸空气，使钢水受到严重的二次氧化；
(6)方坯连铸的下水口通常为直通式水口，钢水中夹杂物上浮机会很小；
(7)由于流数多，中间包跨度大，中间包长期使用后易产生较大的变形，即使具有中间包升降功能，各流水口在结晶器钢液中的插入深度和对中度也难以一致和达到最佳化，由于受到钢水温度和拉速的限制，往往造成结晶器内流股偏流、钢渣混卷的现象；
(8)由于结晶器内二维冷却传热，钢液弯月面温度较低，不仅不利于保护渣均匀熔化，而且易加剧渣圈的生成和长大；
(9)方坯在拉坯速度高或未未采用液面自动控制时，结晶器液面波动大， 加剧了卷渣事故的发生。
☆方坯连铸要增加品种钢和提高铸坯质量，必须首先解决三个方面的问题： 保护浇铸
中间包冶金
实现保护渣的冶金功能
钢包精炼炉降低氧含量的控制措施
1选择适宜的精炼渣系
一般来讲，精炼渣系不仅有脱氧的要求，而且还有脱硫、吸附夹杂物以及埋弧造渣的要求。对降低氧含量而言，提高炉渣碱度，可使钢中平衡氧降低，而且可以提高硫在渣钢中的分配比，即利于脱氧和脱硫，高碱度炉渣应该首选渣系，但是精炼渣的碱度也不能过大，如果碱度过大，例如大于5.0时，精炼渣熔点变高，成渣慢，也会影响脱氧和脱硫效果。因此，不宜采用高碱度精炼渣，实践表明，精炼渣碱度控制在2.5～3.0，炉渣既有良好的脱氧脱硫能力，又有良好的吸附夹杂的能力，而且埋弧效果很好。
2对钢包吹氩的控制
氩气搅拌的作用：一是可以去除钢中的溶解氧，二是可以对脱氧产物起到浮选的作用，从而达到去除的目的。
1）吹氩对溶解氧的去除
在冶炼过程中，从包底透气砖不断的吹入氩气，气泡在钢液中相当于一个小真空室，随着气泡的不断上浮，搅动钢水，钢液中的溶解氧就扩散到氩气泡中，从而达到去除溶解氧的效果。
2）钢包吹氩对夹杂物的去除
钢包吹氩条件下，钢中固相夹杂物的去除主要依靠小气泡的浮选作用，即夹杂物与小气泡碰撞并粘附在气泡壁上，然后随气泡上浮而去除。夹杂物被气泡俘获的概率P 等于夹杂物与气泡碰撞的概率PC 和碰撞发生后夹杂物吸附于气泡上的概率PA 的乘积。
国外研究表明，当固体颗粒与溶液的接触角大于90°时，几乎所有到达气泡表面的颗粒都能粘附在气泡上，而且与接触角大小无关。当接触角小于90°时，粘附率随接触角减少而锐减。Al 2O 3与SiO 2和钢液的接触角分别为144°和
115°，表明它们不被钢液润湿。因此，很容易粘附在钢中的气泡上。因而钢中夹杂物的去除效率主要决定于它们与气泡的碰撞概率，且大颗粒夹杂与气泡碰撞的概率远大于小颗粒与气泡的碰撞概率[2]。
另外，夹杂物被气泡俘获的概率还决定于吹入钢液中的气泡数量和尺寸。吹入的气泡数量越多，尺寸越小，夹杂物去除的数量也就越多[3]。而吹氩产生的气泡尺寸主要决定于吹氩流量或吹氩强度。吹氩流量越大，气泡脱离吹气元件时的尺寸越大，因此采用低强度吹氩（即软吹氩）并适当延长吹氩时间有利于夹杂物的去除，或采用多个吹气元件同时吹氩，可在有限的净化吹氩时间内向钢液吹入更多小气泡。
3）钢包吹氩时的惰性保护气氛
钢包冶炼过程全程吹氩，氩气是一种惰性气体，密度大于空气，它从钢水中逸出后会覆盖在钢液面上，形成保护气氛，防止钢液二次氧化，从而降低钢水中的氧含量。
3耐材的选用对氧含量的影响
钢中的氧含量有一部分是耐材的侵蚀进入到钢液的，所以要求耐材有较好的耐急冷急热性。钢包精炼一般为间歇性操作，温度波动大，而且全程吹氩，对炉衬有强烈的冲刷作用。因此要求耐火材料有好的高温强度。
4钢中Als 含量的控制
钢中AlSs 含量对氧含量有着较大的影响，当Als 含量控制在0.015%时，随着钢中Als 含量的增加，钢中氧含量减少的不是很明显；而当Als 含量控制在0.030%时，随着钢中Als 含量的增加，钢中氧含量基本没有变化。而且当钢中铝含量超过0.030%时，钢中的铝很容易与渣中氧结合，也会和还原渣中的SiO 2和
MnO 等化合物，使钢液中聚集的Al 2O 3增加。过高的铝还会大大增加钢液在浇注
时的二次氧化，产生停留在成品中的Al 2O 3夹杂，因此，残铝量控制在0.015%～
0.030%是比较适宜的。
不同精炼工艺对钢中夹杂物的影响
目前油田使用的J55钢级油套管量占油套管总量的60%,J55钢级是API5CT 标准中一个重要的钢级。几年来, 鞍钢在开发高级别J55石油套管钢方面做了大量的研究工作, 取得了宝贵的经验。但由于生产工艺各个环节的不稳定因素, 造成J55油井管产生各种缺陷, 这些缺陷一部分是轧制时造成的, 一部分是由连铸坯料带来的。分析研究夹杂物、气孔形成的原因并加以控制是十分必要的。本次试验通过对比J55石油套管钢采用LD-RH-LF-CC 和LD-LF-CC2条工艺路线钢中氧、氮及夹杂物的控制水平, 重点研究2条工艺路线钢水及铸坯中气体含量、夹杂物等变化, 以此确定生产J55石油套管钢最优生产工艺路线, 减少由夹杂物、气孔等原因所造成的产品缺陷, 提高产品质量。本研究结果为新钢种的冶炼工艺设计提供技术依据。
(1)2条工艺路线铸坯氧的质量分数没有明显区别, 平均为
0.0020%;LD-RH-LF2CC比LD-LF-CC 氮含量高,LD-LF-CC 工艺铸坯氢含量稍高一些, 但产品质量检测结果,2条工艺路线的铸坯气体含量都满足要求。
(2)2条工艺路线铸坯中夹杂物面积含量和粒度没有明显差别, 平均含量0.0060%～0.0070%。铸坯夹杂物以氧化物和硫化物复合夹杂物为主,95%以上夹杂物粒度小于10μm 。
(3)采用RH 真空处理对J55钢洁净度没有提高。因此从去除夹杂物的方面考虑, 采用LD-LF-CC 冶炼工艺可以降低生产成本。该研究为某些新钢种的工艺设计提供了理论依据。
非金属夹杂物的来源及其在钢包处理过程中的成分变化 瑞典的研究人员从位于胡福什的奥瓦科钢厂取了钢样、渣样和耐火材料的试样并把这些试样送到LOM 、SEM 和OESPDA 进行分析。用EDS 测定了夹杂物的化学成分。按形貌和成分，夹杂物被分为五种类型即：第一类：氧化铝夹杂物，第二类：铝酸钙，第三类：尖晶石+铝酸钙，第四类：被CaS 外壳包着的铝酸钙
以及第五类：被CaS 外壳包着的尖晶石+铝酸钙。研究人员发现钢包黏着物是夹杂物的主要来源, 从电弧炉带过来的夹杂物可能是另一个重要的来源。OESPDA 的检测结果显示夹杂物的清除主要发生在真空脱气阶段。
桥梁用Q370qE 钢生产控制
Q370qE 是一种优质桥梁钢，广泛地应用在大桥的结构建筑上，但Q370qE 容易出现非金属夹杂物、中心严重偏析造成钢板分层、以及连铸保护渣和耐火材卷入等问题，进而造成废品材出现，严重制约产品的生产，应分析并加以解决，该钢种的工艺流程：转炉冶炼-LF 精炼-连铸-成材，故应根据工艺做到：
1转炉冶炼。(1)由于Q370qE 是中碳钢，可采用高拉碳，缩短供氧时间和冶炼周期，防止钢水过氧化，降低终渣中的氧化铁。(2)提高转炉炉后顶渣的配比量，以便于精炼快速造白渣。(3)限定转炉钢水进精炼的Al 含量，即转炉钢水进精炼所取得第１个样ｗ（［Al ］）≥0.040%,为精炼提供条件。
2精炼。(1)初期，强化渣面扩散脱氧，降低渣中氧，同时降低渣中氧化锰和氧化铁，使ｗ（MnO+FeO）＜1.0, 通过吹氩搅拌加强除渣效果；向钢液喂铝线或加入其它脱氧剂对钢水进行沉淀脱氧，使钢水脱氧完全；终点取样后，进行氩气软吹，可使钢中夹杂物大量上浮，提高钢的纯净度。(2)喂入Ca-Si 线，对钢Al 2O 3、MnS 夹杂进行变性钙化处理，变性钙化处理后，夹杂物变得细小、球化更
易于上浮到渣层。(3)确保精炼后的吹氩时间，使钢水的成分、温度均匀。
3连铸。(1)连铸采用动态轻压下、液面自动检测系统、结晶器采用四幅电机自动控制式塞棒；同时由于Q370qE 中碳钢处于包晶区，应将二冷水的冷却模式由中碳调为中晶配水模式；另外，浇铸采用低过热度浇钢，将中包的过热度控制在10～20℃，避免产生后续的钢板分层；此外，结晶器的振动采用高振频、低振幅以利于减轻振痕深度，炉次交换中拉速变换要适合，防止太快后续产生铸坯裂纹。(2)增大中间包容量，加大中间包受钢口区域面积，加高中间包，延长钢水在中间包滞留时间，使夹杂物充分上浮和排出。
国内湘潭钢铁公司厚板厂采用以上工艺控制Q370qE 钢板生产后，探伤合格率由75%提高到97%左右，取得良好的经济效益。
连铸中夹杂物的控制
连铸提高钢的质量控制夹杂物的办法有两类：第一类是防止夹杂物的生成和带入，第二类是去除钢液中已存在的夹杂物。
主要采取的对策包括：保护浇注、中间包冶金技术、中间包钢水流动控制、中间包覆盖渣、碱性包衬、中间包电磁离心分离技术、中间包热循环操作技术、防止下渣和卷渣技术、结晶器钢水流动控制、结晶器电磁搅拌技术等
采取的一些具体做法如下：
1、防止钢液的二次氧化
钢液的二次氧化是指钢液脱氧后，继续和空气中的氧或其他氧化物作用，使钢中的氧含量升高。为了防止钢液的二次氧化，应对钢液进行保护浇注，具体措施如下:
(l)注流的保护。钢液注流的保护包括钢包注流的保护和中间包注流的保护。通常有长水口、浸入式水口及惰性气体屏蔽等方法。通过注流保护浇注，既可以防止注流的二次氧化，又可避免浇注时钢流冲击液面使钢液裸露而造成的二次氧化。
(2)合理使用中间包覆盖剂。为了防止钢液的二次氧化，生产高纯净钢，仅仅靠对注流的保护是不够的，因为中间包内高温钢液裸露于空气中，同样会受到空气的污染，因此减少钢液的二次氧化的另一措施就是在中间包内加覆盖剂。从提高钢水清洁度的角度来讲，覆盖剂应具备隔绝空气、绝热保温、吸收从钢液中分离出来的非金属夹杂物的功能。目前使用的覆盖剂有三种:酸性:典型的为炭化稻壳，绝热性好，成本低，但不利于吸收中间包中上浮的夹杂; 中性:典型的为SiO2-A12O3质材料，有一定的绝热性，成本较低，有吸收夹杂的能力; 碱性:以MgO 或白云石为基的材料，吸收夹杂能力强，但绝热性能不好，易产生保护渣结壳现象。有研究表明高的碱性覆盖剂的使用效果比酸性和中性覆盖剂的使用效果好。
(3)合理使用结晶器保护渣。在结晶器中高温钢液面上加入低熔点的渣，会迅速形成粉渣层，烧结层和液渣层三层结构，并均匀地覆盖整个钢液面，将空气与钢液隔开，有效地阻止空气中的氧进入钢液。但是，渣中氧化物(如FeO) 的存
在会增加渣金界面的氧势，提高了液渣层中氧的扩散速率，促进空气中的氧经过渣层进入钢液中，因此一般要求保护渣中FeO
2、防止钢包渣、中间包渣和结品器保护渣的卷入
钢包渣、中间包渣和结晶器保护渣被卷入钢液后将直接成为钢液中的夹杂物或夹渣。钢包渣在一炉钢水浇注后期易进入中间包。中间包渣的卷入是由于中间包入口处钢液扰动导致的，结晶器渣的卷入主要是由于结晶器内钢液面的扰动导致的，针对这几种情况，相应地有三种防止方法。
(l)为防止钢包渣进入中间包，可采用下渣检测技术。电磁检测法目前已被国际上广泛运用，在钢流周围放置两个单线圈，一个产生电磁场，另一个接受感生电流:由于钢和渣的透磁性相差很大，产生的感应电流电压有很大的区别，将信号输出放大后，可发出声光报警信号并启动滑动水口将注流关闭。
(2)为防止钢水进入结晶器时，在水口上方产生旋涡而使中包渣卷入结晶器，通常可采用塞棒及控制中包钢液面高度的方法。为了减少钢液卷渣，必须保证钢液面高于产生旋涡的临界高度。
(3)为防止结晶器保护渣进入钢液，应采用形状适宜的浸入式水口，并保证浸入式水口的插入深度合理，既要避免深度过浅造成钢液面翻滚卷渣，又要避免深度过深造成钢液的冲击深度过深将夹杂物直接带入钢液。
另外应避免拉速波动大导致结晶器液面波动，进而发生卷渣。
3、防止耐火材料的冲蚀
采用优质的耐火材料能减少钢中大型夹杂物的数量。耐火材料的选择应视钢种而定。例如，当钢含锰大于4%时，应采用游离硅酸盐低的耐火材料，可减轻耐火材料的蚀损，钢包及中间包宜用高铝质耐火材料; 当浇深冲铝镇静钢时，中间包工作层宜采用镁质隔热板，或用镁质涂料，以减少耐火材料的剥落，提高耐冲蚀能力。
4、使用结晶器电磁搅拌
结晶器是连铸环节中最后一个可净化钢液的场所，在结晶器处安装电磁搅拌装置，可起到进一步降低钢液中夹杂物含量的作用。由于一般的夹杂物比钢液轻，在电磁力的作用下，夹杂物向液相中心集结并上浮到弯液面被熔渣熔解，同时搅
拌作用也使得与钢液相接触的保护渣经常得到更新，因而上浮的夹杂物容易转移到保护渣中，并被保护渣吸收。
可以采用下列方法检验连铸过程对夹杂物的影响：
(1)检验钢水自钢包到中间包过程中，钢水中夹杂的演变过程。
(2)检验中间包及中间包覆盖剂对夹杂去除效果的影响。
(3)检验钢水自中间包到结晶器过程中，钢水中夹杂的演变过程。
(4)检验结晶器保护渣对夹杂物去除效果的影响。
(5)检验铸坯中夹杂的种类、分布、形貌、粒度，推演其来源。
(6)检验经轧制后铸坯中夹杂的粒度、形貌变化
吹气搅拌使用氩气优于氮气
惰性气体中的氩气，不溶解于钢水，也不与任何元素发生反应，是一种十分理想的搅拌气源，因此被普遍采用。从搅拌作用而言，氮气与氩气一样，且氮气便宜，但在高温下氮能溶解在钢水中，其增氮量是随温度的升高及吹氮时间的延长而增多。当温度高于1575℃时，可使钢中氮含量增加0.003％，影响钢的质量，因而使用氮气作为搅拌气源受到了限制，仅有少量含氮钢种可用吹氮气搅拌，但还存在增氮不稳定的问题。
熔炼成分
含义：钢的熔炼成分是指钢在熔炼(如钢包内脱氧) 完毕，浇注中期的化学成分。