超低碳钢洁净度的控制

论文题目：高品质IF 钢洁净度的研究学 号：_________________________作 者：_________________________专 业 名 称：_________________________2010年06月22日 魏前龙 钢铁冶金 G2******* 密 级：_____________公开 涉密论文编号：_____________高品质IF钢洁净度的研究Research on the Cleanliness of High Quility IF steel研究生姓名：魏前龙指导教师姓名：包燕平北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083，中国Doctor Degree Candidate：Wei QianlongSupervisor：Bao YanpingSchool of Metallurgical and Ecological EngineeringUniversity of Science and Technology Beijing30 Xueyuan Road，Haidian DistrictBeijing 100083，P.R.CHINA分类号：____________密 级：______________ ＵＤＣ：____________ 单位代码：______________北京科技大学博士学位论文论文题目： 高品质IF 钢洁净度的研究作者：_________________________指 导 教 师： 单位： 指导小组成员： 单位：单位：论文提交日期：2010年 06月 22日学位授予单位：北 京 科 技 大 学包燕平 教授 北京科技大学 崔衡 博士 北京科技大学 魏前龙 公开 １０００８ TF762+.8致谢本论文是在导师包燕平教授精心指导和帮助下完成的。

两年多来，从论文的选题、实验研究以及论文的撰写过程中，都给予我许多细心的关怀和耐心的指导，使所有工作得以顺利进行。

超低碳钢洁净度的控制
栗红;常桂华;陈本文;康伟;金学峰;康磊
【期刊名称】《鞍钢技术》
【年(卷),期】2010(000)001
【摘要】针对鞍钢超低碳汽车板钢种冶炼及连铸工艺对钢水洁净度的影响进行了分析,指出浇注初期注流的二次氧化、钢包顶渣改质效果不好导致浇注过程钢中夹杂物增加、浸入式水口絮流物脱落等是造成冷轧板表面质量缺陷的主要原因,得出稳定产品质量的有效控制方法是优化非稳定态浇注工艺、控制出钢后钢包渣的氧化性以及进一步去除钢中细小夹杂.
【总页数】4页(P7-10)
【作者】栗红;常桂华;陈本文;康伟;金学峰;康磊
【作者单位】鞍钢股份有限公司技术中心,辽宁,鞍山,114009;鞍钢股份有限公司技术中心,辽宁,鞍山,114009;鞍钢股份有限公司技术中心,辽宁,鞍山,114009;鞍钢股份有限公司技术中心,辽宁,鞍山,114009;鞍钢股份有限公司技术中心,辽宁,鞍
山,114009;鞍钢股份有限公司技术中心,辽宁,鞍山,114009
【正文语种】中文
【中图分类】TF761
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钢洁净度的评定和控制!一"关键词钢洁净度夹杂物尺寸分布形态#$%&’吸氮(前言市场对洁净钢的需求逐年增加)除了要求降低钢中非金属氧化物夹杂含量和控制其形态*化学成分及尺寸分布外)还要求降低钢中杂质元素!如+,*-*.*/*甚至0"和痕量元素!如+12*,3*,4*,5*06*-4及78"含量9表(为普通用钢内杂质元素对其机械性能的影响9表(钢中杂质元素对其机械性能的影响元素存在形式对机械性能的影响, #$&硫化物和氧化物夹杂延性)冲击值)各向异性可成型性!延伸率)断面收缩率和弯曲性能"深冲和冷拔性能低温韧性疲劳强度0 /固溶体沉积位移珠光体和渗碳体碳化物和氮化物析出固溶度!增加")淬透性变形老化!增加")延性和韧性!降低"位移!增加")延性和韧性!降低"沉淀)晶粒细化!增加")韧性!增加"碳化物和氮化物在晶间析出致脆裂-固溶体固溶度!增加")淬透性!增加"回火脆性析出)二次加工脆化钢材中的夹杂物可引起许多缺陷)例如)美国国家钢公司:8;<52=厂低碳铝镇静钢发生边部裂纹)经鉴定)该裂纹是由脱氧和二次氧化产物1>?&@夹杂*来自中间包覆盖剂的铝酸钙和夹带的结晶器保护渣而引起9纵向裂纹发生在带钢表面平行于轧制方向)裂纹可导致低碳铝镇静钢汽车板表面缺陷和可成型性问题)正如美国内陆钢公司A号7&B车间和国家钢公司大湖厂多项研究论文所述)钢中的铝酸盐夹杂物来自裹入结晶器的脱氧产物和复合非金属夹杂物9钢的洁净度取决于钢中非金属夹杂物的数量*形态和尺寸分布)因钢种及其用途不同而定义不同)如表?所示9表?各类钢种对钢洁净度的要求钢种夹杂物含量C D(E F A G夹杂物最大尺寸C H I J B钢汽车板和深冲钢%0’K@E)%/’KA E)#$%&’KA E%0’K(E)%/’KL E%0’K@E)%/’K@E(E EM J罐%0’K@E)%/’K@E)#$%&’K?E?E压力容器用合金钢%-’KN E合金钢棒材%.’K?)%/’K(E O?E)#$%&’K(E抗.J0钢!酸性介质油气管"%-’KL E)%,’K(E管线钢%,’K@E)%/’K@L)#$%&’K@E)%/’KL E(E E 连续退火薄板%/’K?E焊接厚板%.’K($L轴承钢#$%&’K(E(L轮胎钢芯线%.’K?)%/’KA E)#$%&’K(L(E晶粒未取向电磁钢板%/’K@E厚板%.’K?)%/’K@E OA E)#$%&’K?E单个夹杂+(@)夹杂物簇+?E E 线材%/’KP E)#$%&’K@E?E由于大型宏观夹杂对钢的机械性能危害最大)其尺寸分布非常重要9据报道)(Q R典型的低碳铝镇静钢含(E N O(E S个夹杂物!其中)仅含T E O(@E H I夹杂物A E E个)(@E O?E E H I夹杂物(E 个)?E E O?N E H I夹杂物少于(个"9显然)检测少量大型夹杂物是非常困难的9尽管大型夹杂物在数量上比小型夹杂物少得多)但其总体积分数可能较大)有时一个大型夹杂物能引起整个一炉钢的灾难性缺陷9因此)洁净钢不仅要控制钢中夹杂物平均含量)而且还要避免夹杂物尺寸超过对产品有害的临界尺寸9由此)表?中列出了许多钢材对夹杂物最大尺寸的限定值9夹杂物尺寸分布的UVWU?E E A年第(期鞍钢技术1/X1/X#Y0./&Z&X[重要性在图!中得到了进一步解释"测试结果表明#大于$%&’的夹杂物由钢包内的!()!*!%+,-降到中间包的%(./*!%+,-"因此#尽管钢包内钢水总氧含量稍高且夹杂物总量较多#中间包内的钢水还是较洁净的"图!钢包和中间包内0123$夹杂物尺寸分布非金属夹杂物来源很多#包括45!6脱氧产物"例如低碳铝镇静钢内的主要夹杂物是0123$#该夹杂物因钢中溶解氧与加入的脱氧剂5如016化学反应而产生#0123$夹杂在富氧环境下生成#形状呈树枝状#其中可能也包括一些较小的0123$颗粒碰撞聚集物"526二次氧化产物"例如钢水中残留的7018被渣中9:3氧化或暴露在大气中氧化生成0123$"5$6出钢时带入的冶金炉渣"通常为球形液态夹杂"5,6其它来源的外来夹杂物"如飞灰;剥落的耐火砖衬和陶瓷炉衬颗粒"这类夹杂物通常尺寸大且形状不规则"它们常常作为0123$非均质形核的晶核并夹带某些颗粒"5.6化学反应产物"如用<=改质处理夹杂物时#反应进行不正常时出现的产物"控制钢的洁净度贯穿炼钢工艺的各项操作#内容包括4脱氧和合金化的时间及地点;炉外精炼的程度和顺序;搅拌和倒包操作;保护浇铸装置;中间包几何形状及操作;各种冶金熔剂的吸收能力以及浇铸操作"钢的洁净度问题在各类相关文献中都是备受关注的"!>/%年?@:A A 1@B C首次全面综述了关于钢锭内夹杂物和痕量元素的控制及评价方法"最近#这一学术领域由D E ;F G 1=H H =和<I =’J提出最新论述#内容增加了热力学条件"本文介绍了钢洁净度技术的最新进展#首先回顾了钢的洁净度的评价方法#接着概述了世界许多钢厂对低碳铝镇静钢的洁净度;总氧含量K (738和吸氮的间接测量"最后叙述了钢包;中间包和连铸操作中#提高钢的洁净度的操作实践"本文收集了许多关于钢的洁净度的数据#目的是为洁净钢生产提供有用的信息#焦点是控制0123$夹杂"2钢洁净度的评价方法研究和控制钢的洁净度的关键是其精确的评价方法#在炼钢生产的各个阶段测定夹杂物的数量;尺寸分布;形状和化学成分"尽管测定技术有多种5有精确而昂贵的直接测定法#还有快速而廉价的间接测定法6#只有可靠性是相对的选择依据"2(!直接测定法钢的洁净度的一些直接测定法概述如下45!6金相显微镜观测5D D 36"这是一种传统的方法#用光学显微镜检测二维钢样薄片#并且用肉眼定量"整理整个试样复合型夹杂物检验结果时#提出问题"例如#由于较小的一簇夹杂物在整理试验结果时可被忽略"但是#用这种方法数小夹杂物太浪费时间#而大型夹杂物又太少"尽管有些方法二维结果与三维实际情况相关#问题还是很多"526图像扫描5L 06法"该法采用高速计算机计算显微镜视频扫描图像"根据灰度的断续分辨明暗区#比肉眼观测的D D 3法大有改进#很容易测定较大面积和较多数量的夹杂物"但是#有时容易将非金属夹杂物引起的划痕;麻点和凹坑弄错"5$6硫印法"这种方法通用而廉价"通过对富硫区进行腐蚀#区分宏观夹杂和裂纹"该法的问题与其他二维方法相同"5,6电解5蚀6法"这种方法精确度高但费时"较大的钢样52%%C M 2N C 6完全被酸5F <16溶解#然后收集残留的非金属夹杂物#以便计算和进一步分析"另外#为了保留非金属夹杂物9:3#将浸入9:<12或9:O 3,溶液的钢样通电溶解"这种方法适合观测单个且完整的夹杂物"5.6电子束熔炼5P Q 6法"在真空条件下#用电子束熔化钢样#夹杂物上浮到钢水表面"通常电子RS T R U 鞍钢技术V 2%%,年第!期束熔炼查找的是上浮夹杂物特定区域!目前已开发出了电子束熔炼的升级法"#$%#&’(用来评估夹杂物尺寸分布!此法靠测定几个区域的上浮夹杂物尺寸(推断所有夹杂物的上浮结果(从而计算夹杂物尺寸分布指数!")’水冷坩埚熔炼法"**’!在电子束熔炼的条件下(先将熔融钢样表面的夹杂物浓缩(再冷却后(样品被分解(夹杂物被分离出来!这种方法靠减少溶解金属的体积分离夹杂物!"+’扫描电子显微术",#-’!这种方法可清晰地观测到每种夹杂物的三维组织结构和化学成分(用电子探针分析仪"#.-/’检测化学成分!"0’脉冲鉴别分析光谱测量法"1#,%.2/’!光学发射光谱测量法是分析钢中溶解元素的传统方法!13456钢公司采用这一技术在取样789:;之内分析出总氧含量<微小夹杂物尺寸分布和化学成分!为了检测固态夹杂物(作发射火花的闪光记录!为了优化铁元素的基础发光信号和夹杂物的干扰发光信号比值(定义了电信号的特征曲线!高强度=/>?火花峰值就是脉冲鉴别分析指数!"@’曼内斯曼夹杂物检测法"-A2/,’!先使钢样波动(以排除气泡(然后超声扫描检测固态夹杂物和固<气复合夹杂物(这一方法最近被重新发现(命名为B,C.法!"78’激光衍射颗粒尺寸分析法"B2.,/’!采用这项激光技术检测其他方法"如淀泥法’检测出的夹杂物的尺寸分布!"77’常规的超声波法"*D,’!该法可以确定固态钢样内大于E8F9的夹杂物尺寸分布!"7E’锥形样品扫描法!此法用螺旋运动检测仪"如超声系统’自动扫描连铸产品的圆锥形样品表面每个位置的夹杂物!"7G’分级热分解法"H I2’!不同氧化物夹杂在不同温度还原(如氧化铝基氧化物还原温度为7J88K或7)88K(耐火材料夹杂物还原温度为7@88K(总氧含量为每个加热步骤测出的氧含量之和!"7J’激光显微探针质谱分析法"B/--,’!用脉冲激光束照射每个颗粒(选择电离临界值之上最低激光强度值作为其化学状态特征光谱图!通过与标样比较(激光显微探针质谱分析的强度峰值与每个化学元素对应!"7L’M N射线光电子光谱法"M.,’!此法采用M N射线检测尺寸大于78F9的夹杂物化学状态!"7)’俄歇电子光谱法"/#,’!采用电子束检测夹杂物化学状态!"7+’光电扫描法!分析用其他方法分离出来的夹杂物的光电扫描信号(以监测其尺寸分布!"70’库尔特计数分析法!这种方法与B A-*/法相似(可检测电蚀法分离出的夹杂物尺寸分布!"7@’液态金属洁净度分析法"B A-*/’!这种方法用传感器在线直接检测钢液中的夹杂物!由于穿过空隙进入传感器的夹杂物颗粒能改变空隙断面的电导率(检测电导率的变化便可检测夹杂物!"E8’钢水超声技术!此法吸收超声脉冲反射信号(在线检测钢中夹杂物!E O E间接方法根据成本<时间要求和取样的难度(钢铁工业通常采用检测钢中总氧<吸氮和其他的间接方法测量钢的洁净度!E O E O7定氧钢的总氧含量是溶解氧和非金属氧化物夹杂结合的氧之和!用定氧传感器很容易测定溶解氧=1?(用脱氧元素"如铝’化学反应平衡热力学控制钢中的总氧!铝和氧反应平衡条件如下P>6Q R S>6Q"=/>?E=1?G’S%)E+08T U"R’VE8O L J"7’例如P70+G W"7)88K’时(RS7O8L X78%7G(如果=/>?S8O8G YZ8O8)Y(溶解氧=1?为"8[888G YZ8O888L Y’!由于溶解氧含量不是很多(可间接地测定钢中氧化物夹杂的氧含量(以其代替总氧含量!钢中大夹杂物占少数(且定氧用钢样尺寸太小"约E8Q’(样品内几乎无大的夹杂物(既使一个样品内有一个大夹杂物(由于读数异常地高(数据很可能大打折扣!因此(总氧含量实际上代表小型氧化物夹杂中的氧含量(而不是大型氧化物夹杂含量!然而(总氧含量低会降低大型氧化物夹杂存在的可能性(如图E所示!可见(总氧含量指标仍非常重要(且通常标志着钢的洁净度!如图G所示(检测到的钢水样内的总氧含量与产品的裂纹发生率明显有关!尤其是中间包取样成分标志着处理板坯的洁净度!如日本川崎钢公司要求中间包钢水样I O=1?低于8O88G Y的条\]^\钢洁净度的评定和控制"一’件下!可保证冷轧薄板供货免检"#$##%&’#$##((&为要求检验的临界值"#$##((&以上的炉次要改判)一些钢厂生产低碳铝镇静钢各工序钢中*+,-.控制水平如表%所示/表%空格部分意味着参考文献中无合适的数据0)图1钢中总氧含量和宏观夹杂之间的关系图%中间包内总氧含量与产品裂纹指数间的关系从表%可以得出下述结论2/30随着新技术的实现!低碳铝镇静钢中*+ ,-.含量逐年降低)例如!新日铁钢中*+,-.从345#年的#+##6&’#+##(&降低到344#年的#+##1&)/1078处理的钢水*+,-./#$##3&’#$##%&0比钢包气体搅拌*+,-./#$##%(&’#$##6(&0含量低)/%0随着工序的进行!*+,-.逐步降低!依次为2钢包#$##6&9中间包#$##1(&9结晶器#$##1&及板坯内#$##3(&)1+1+1吸氮检测表%国内外先进钢铁厂生产纯净钢各工序钢中全氧量:;3#<6&钢厂精炼方法钢水包中间包结晶器板坯时间美洲内陆钢公司6号=->?@>%#16133(344#阿姆克@A B B C D E F G H厂78I#’3#(3(’6#/1(03I+4’1%+J3443 K+L钢公司?F M N A H厂=-O真空脱气3%’353443北美某厂1#’%(1#’%#3#’3(3443 *A P Q D H公司8N M M A R F H厂1#’%#3443加拿大多法斯科厂?>S78343%3%+134413446 ?*T钢公司克力夫兰厂13’15344(阿特莱斯不锈钢厂气体搅拌%I’6(%#’%J344(美国UD A M E F H炼钢车间V M N W F<781%X3#11X31344(巴西K R A P A H N R厂3%344%欧洲芬兰劳塔鲁基拉赫钢厂6J X31%1%J35344%芬兰Y F D M Z N M厂/高碳钢0气体搅拌%11%1###德国V A C C A H[D M厂3#’3(3#\3(3446荷兰霍戈文艾莫伊登厂真空脱气]^]Y3(’%1_>钢1#’%#34463446法国索拉克V‘H Q A M Q厂78<V=1#’(#3445英钢联78a3#3446奥钢联林茨厂3I3446亚洲川崎制铁千叶厂786#1#34J4川崎制铁水岛厂Y*=/b c^N-:]C1-%0a1(/3+J0a%(/3+10a6#/#+J0a((344Id Y Y!传统787835344% d Y Y!78加喷粉78喷粉5344% d Y Y!传统T-V T-V%%+J344% d Y Y!T-V加喷粉T-V喷粉1(+3344% d Y Y京滨厂3号炉a1#3443新日铁8Ne Z A P N H厂1I34J4韩国浦项钢公司781(’%3a15a3#344%34433443台湾中钢公司?>S78a%#313446中国宝钢集团公司^]L<-=78351+(5#4%(513’1(6J+J3%+J’35+(3441344(中国武钢集团公司78S?>53’5%36+51##1注2/0内数据为平均值)fghf i鞍钢技术j1##6年第3期不同炼钢容器内!尤其是钢包和中间包"#钢中含氮量不同说明倒包过程吸氮$例如#%&’()*钢厂洁净钢生产要求从钢包到中间包吸氮上限为+,++-.$脱氧后#钢中溶解的氧含量低使其迅速吸氮#因此#通过检测吸氮#可以间接粗略检测吸氧$二次氧化导致的钢的洁净度和产品质量问题如图/01所示$值得注意的是#硫是减少吸氮和氧化的表面活性元素$图1吸氮和总氧含量与钢的质量指数的关系表1总结了几个钢厂生产低碳铝镇静钢时每道工序的吸氮情况#由表/01可以得出如下结论2 !-"通过采用新技术和改进操作#吸氮逐年降低$如法国索拉克钢公司敦刻尔克厂#中间包到结晶器钢水吸氮从-344年的+,+++3.降低到-335年的+,+++-.$!5"一般而言#钢包到结晶器钢水吸氮可控制在+6+++-.7+6+++/.#通过优化倒包操作可减少浇铸期间吸入的空气#将吸入空气控制在+6+++-.以下#保护浇铸对吸氮的作用将在下文讨论$!/"多数钢厂将低碳铝镇静钢的氮含量控制在+6++/.7+6++1.#主要靠炼钢转炉或电炉操作加以控制#但也受炉外精炼和保护浇铸操作的影响$表1国内外先进钢铁厂各工序钢中吸氮情况!89:;<=-+>1."钢厂工艺89:;时间多法斯科钢公司钢包?中间包中间包?结晶器中间包?结晶器中间包?结晶器@--,4+,/+,A5-335-33A 威尔顿钢公司钢包?结晶器中间包?结晶器17-+@A-33/前-33/后阿姆克钢公司阿什兰厂中间包?结晶器5-33/内陆钢公司1号B C D钢包?中间包/-33+美钢联费尔菲尔德厂钢包?中间包1E,A-33A-33A前法国索拉克钢公司敦刻尔克厂钢包?中间包中间包?结晶器钢包?中间包中间包?结晶器+,A7-,/-/3-33A-335-33A前-344墨西哥钢公司钢包?结晶器A-33F 德国迪林根厂钢包?中间包钢包?结晶器AA-33/-33/中国宝钢钢包?中间包-7A-33A中国武钢钢包?结晶器/,473,/-33A5,5,/溶解铝减少值的检测对低碳铝镇静钢而言#钢中溶解铝的减少意味着发生了二次氧化$然而#由于铝也能被炉渣二次氧化#所以检测溶解铝的降低值比检测吸氮精度低$5,5,1炉渣成分检测分析每项操作前后炉渣成分的变化#可检测出夹杂物被炉渣吸收的情况$另外#通过观测渣中痕量元素变化和夹杂物成分#可检测出每炉钢炉渣中夹杂物$5,5,A检测浸入式水口结瘤因结瘤引起的浸入式水口寿命缩短#一般说明钢水的洁净度低$众所周知#低碳铝镇静钢内少量G H5C/夹杂就能引起水口堵塞$连铸低碳铝镇静钢结瘤物典型成分为2G H5C/A-,E.#D&11.# I*C5,/.#J’C5-,1.#K L C+,F.$!待续"潘秀兰编译!编辑许平静"收稿日期25++/>+E>-5MNOM钢洁净度的评定和控制!一"。

洁净钢的成分控制在钢铁冶炼过程中，一部分杂质元素可以去除，但仍有一部分将残留在钢中，这些残余元素的存在是钢材质量产生不稳定的主要因素之一。

在这些元素中，某些残余元素由于易于偏析，即使其含量很低，也对钢材性能产生很强的有害影响。

因此正确认识钢铁产品中残余元素问题，建立洁净钢的概念及其工艺控制是保证现代钢铁工业生产优质钢材的重要前提。

提高钢的洁净度，可以明显改善钢材的机械性能和加工性能。

主要表现在：(1) 洁净度对钢材机械性能的影响降低钢中的S、P、N等的杂质含量，可以明显提高钢材的强度和韧性，如当钢中的[S]≤0.004%时，NiCrMo钢的冲击韧性明显提高；对于AIST4340钢，[P]从0.03%下降到0.003%，室温C型缺口冲击能约提高20%，而对于含B钢，控制[N]≤20ppm，可以获得很高的强度和低温韧性。

对于轴承钢，降低钢中的全氧含量，可以明显提高轴承的寿命。

因此，高质量的轴承钢，要求钢中T[O]≤10×10-4%。

同时，钢中夹杂物的尺寸、分布与性质对钢材的疲劳极限也有很大的影响。

降低钢中夹杂物，有利于提高钢材的疲劳强度。

对于硅钢（Si=3%），降低钢中的S和T[O]的含量（[S] ≤20ppm，T[O] ≤15ppm），可以使无取向硅钢片的铁芯损失降低到2.3w/kg以下。

而降低钢中的[C]和[N]含量，可以提高硅钢片的最大导磁率，降低矫顽力。

(2) 洁净度对钢材加工性能的影响焊接性能是钢材最重要的使用性能之一，降低钢中的含C量或降低钢的碳当量，有利于改善钢的焊接性能。

汽车板、家用电器和DI罐用钢等钢材，不仅要求一定的强度，还要求要有良好的深冲性能，降低钢中C含量，可以明显改善钢的深冲性能。

汽车用高质量IF钢，要求钢中C+N≤50ppm。

此外，生产热轧薄板，必须严格控制钢中大型Al2O 3夹杂物的数量，才能避免轧制过程中产生裂纹，获得良好的表面质量。

如生产0.3mmDI罐用钢板的关键技术是彻底杜绝30~40mm的大型脆性夹杂的出现。

钢洁净度的评定和控制1前言市场对洁净钢的需求逐年增加，除了要求降低钢中非金属氧化物夹杂含量和控制其形态、化学成分及尺寸分布外，还要求降低钢中杂质元素(如：S、P、H、N、甚至C)和痕量元素(如：As、Sn、Sb、Se、Cu、Pb及Bi)含量。

表1为普通用钢内杂质元素对其机械性能的影响。

钢材中的夹杂物可引起许多缺陷，例如，美国国家钢公司Midwest厂低碳铝镇静钢发生边部裂纹，经鉴定，该裂纹是由脱氧和二次氧化产物Al2O3夹杂、来自中间包覆盖剂的铝酸钙和夹带的结晶器保护渣而引起。

纵向裂纹发生在带钢表面平行于轧制方向，裂纹可导致低碳铝镇静钢汽车板表面缺陷和可成型性问题，正如美国内陆钢公司4号BOF车间和国家钢公司大湖厂多项研究论文所述，钢中的铝酸盐夹杂物来自裹入结晶器的脱氧产物和复合非金属夹杂物。

钢的洁净度取决于钢中非金属夹杂物的数量、形态和尺寸分布，因钢种及其用途不同而定义不同，如表2所示。

由于大型宏观夹杂对钢的机械性能危害最大，其尺寸分布非常重要。

据报道，1kg典型的低碳铝镇静钢含107～109个夹杂物(其中，仅含80～130Lm夹杂物400个，130～200Lm夹杂物10个，200～270Lm 夹杂物少于1个)。

显然，检测少量大型夹杂物是非常困难的。

尽管大型夹杂物在数量上比小型夹杂物少得多，但其总体积分数可能较大，有时一个大型夹杂物能引起整个一炉钢的灾难性缺陷。

因此，洁净钢不仅要控制钢中夹杂物平均含量，而且还要避免夹杂物尺寸超过对产品有害的临界尺寸。

由此，表2中列出了许多钢材对夹杂物最大尺寸的限定值。

夹杂物尺寸分布的重要性在图1中得到了进一步解释。

测试结果表明，大于30Lm的夹杂物由钢包内的1.61×10-4%降到中间包的0.58×10-4%。

因此，尽管钢包内钢水总氧含量稍高且夹杂物总量较多，中间包内的钢水还是较洁净的。

图1钢包和中间包内Al2O3夹杂物尺寸分布非金属夹杂物来源很多，包括：(1)脱氧产物。