首先从高品质钢的洁净化、均质化和细晶化三个方面引申出了钢中非金属夹杂物的问题，阐述了“非金属夹杂物不是钢的所有问题，但所有钢都有非金属夹杂物的问题”、“非金属夹杂物是钢的天然成分，可以通过研究非金属夹杂物的生成机理来确定其控制方略，进而改善钢的质量”等重要观点。讨论了总氧含量（T.O）作为钢洁净度指数的不足之处，进而提出了钢的洁净度指数（Ic = x T.O + y (Al2O3)），即对于铝脱氧钢，式中y为零，夹杂物的控制主要强调钢中T.O含量要低；对于硅脱氧钢，式中x为零，夹杂物的控制主要强调夹杂物中的Al2O3含量要低。基于此洁净度指数，总结了多种钢的洁净度和非金属夹杂物的控制目标。文中还讨论了稳态浇铸与非稳态浇铸对钢洁净度的影响，提出了钢水洁净度水平最好的情况是非稳态持续时间短，且钢中非金属夹杂物控制水平好。最后讨论了钢中非金属夹杂物数量和个数表征的几个经典问题，包括如何计算夹杂物的平均含量和平均尺寸、夹杂物尺寸组的大小和数量的关系、如何把二维的夹杂物尺寸分布结果转化为三维的结果。

铸造用纯铁SYTB钢需要更低的磷、锰含量，通过对工艺的改进，在不新建、改造设备的前提下，对脱磷、脱锰原理的分析，结合首钢股份公司迁安钢铁公司210t转炉脱磷、脱锰能力的评估，建立了生产低磷、低锰SYTB钢种工艺。通过优化废钢比、使用双渣冶炼工艺、降低出钢温度、控制终点氧活度、应用滑板挡渣技术等措施，可完成转炉高效的脱磷、脱锰，100%实现了铸坯成品w(P)≤0.006%、w(Mn)≤0.03%的稳定控制。

简要介绍了本钢集团北营炼钢厂降低气保焊丝钢ER50-6中氮含量的一些方案，包括：在转炉生产环节，选择不同的复吹氩气模式并严格控制氧含量；在LF精炼环节，确保炉内微正压力；在连铸环节，合理控制保护浇铸密封性。通过这些方案，最终使得ER50-6钢氮质量分数从0.007 0%降低到0.004 0%，实现了低氮控制，并避免了在拉拔过程中由于氮对强度的增加导致的断丝。

利用Fluent模拟了150 t钢包单孔底吹氩时钢液的流场特征，利用DPM模型模拟了钢液下降流处（距包底309mm)包芯线熔化时钙的运动行为，对比分析了熔化位置对钙的运动轨迹、停留时间与气化损失的影响。结果表明：钙包芯线的熔化位置位于吹氩口正上方时，单位质量钙在钢中停留时间为25s；熔化位置位于钢液下降流处时，单位质量钙在钢中停留时间延长约2.5倍，且大多数钙的上浮区域远离气液两相区，降低了氩气泡带走的一部分钙量，提高了钙在钢液中的收得率。

以某钢厂单流双通道感应加热中间包为基础，建立了三维非稳态数学模型研究通道倾斜角度变化对感应加热中间包内流场、温度场及湍流强度的影响。结果表明：当通道倾斜角度为0°时，钢液流出通道后直接向上运动，容易发生卷渣及二次氧化，不利于稳态浇铸；当通道倾斜角度为4°时，在一定程度上缓解了钢液向上的冲击力，但也会冲击到表面渣层以及耐火材料前壁面；当通道倾斜角度为8°时，基本避免了卷渣及对耐火材料前壁面的侵蚀。通道倾斜角度为0°和4°时中间包浇铸区的温度分布基本相同，当通道倾角为8°时，浇铸区的温度比0°和4°时稍低，而且低温区范围更大；当通道倾斜角度为0°时，浇铸区上部的湍流强度比较大，不利于稳态浇铸；当通道倾斜角度为4°时，浇铸区耐火材料前壁面以及上表面处的湍流强度仍然较大；当通道倾斜角度为8°时，浇铸区的湍流强度较小，而且分布相对比较均匀。

基于离散单元法颗粒流理论，采用迭代法，通过三轴剪切试验对铬质引流砂颗粒材料进行细观参数标定，分析不同的细观参数对三轴试验应力应变曲线的影响。基于标定后的细观参数，通过建立钢包上水口中引流砂服役过程的PFC（particle flow code）模型，探讨引流砂下落流动行为。结果表明：参数迭代法可以快速有效地对散状颗粒细观参数进行标定；法向刚度大小与曲线初始弹性模量成正比关系，细观摩擦系数与应力应变曲线的峰值成正比，围压的大小与应力应变曲线的峰值成正比；PFC平台能够直观的模拟出引流砂流动过程中的速度、受力及颗粒位移等情况，水口杯底端位置颗粒会出现断层，上部中间位置颗粒下落速度比两侧速度大。

针对某炼钢厂生产精冲钢16MnCr5板坯中心偏析无法满足用户加工的问题，采用钢种原位分析方法，研究铸坯内部元素的含量、疏松及分布情况，优化精冲钢16MnCr5连铸生产工艺。试验结果表明：中间包浇铸钢水过热度为20～30 ℃；提升连铸机辊缝开口度精度；优化动态轻压下压下区间与压下量，16MnCr5板坯低倍指数由2.4级改善到2.0级。

铸坯作为钢铁生产的中间产品，其内部质量对下游产品质量有重要的影响。传统铸坯质量检测多采用金相法和金属原位分析等方法对表面缺陷进行检测，而无法检测内部缺陷。针对工业生产中对铸坯内部质量控制的需求，提出了基于分层聚焦扫查的超声显微无损检测方法。首先，利用超声检测设备对试样进行分层聚焦扫查，得到试样厚度方向多张超声图像，然后，对所得超声图像进行三维重构，并分析重构结果，得到铸坯内部缺陷尺寸、数量、空间分布等特征，进而得到铸坯致密度、均匀度等评价指标。利用新方法评价不同压下量处理的42CrMo钢铸坯，发现压下量为16mm时，对铸坯质量改善最为明显，辅以金属原位分析的结果，验证了该方法的有效性。

油套管内壁出现的鼓包和内折缺陷将严重影响产品的质量。采用DXS510三维数码显微镜和ASIN EVO10钢铁夹杂物自动分析仪对油套管内壁鼓包和内折缺陷的宏观形貌、微观形貌以及缺陷夹层区域夹杂物进行了观察。结果表明：油套管鼓包和内折分层带内夹杂物主要是铝酸钙为主的Ca-Al-Mg-O系夹杂和来自结晶器保护渣的Na-Ca-Si-F-O系夹渣。管坯中的脆性夹杂物群，一方面在管坯穿孔过程中沿钢基体形变方向位移呈串链状分布，使钢基体分层；另一方面随管壁减薄，夹杂物逐渐向内壁靠近。油套管在定径时紧靠内壁的分离层产生内鼓包，内鼓包在顶头退出过程中被重新压扁、压破，形成内折缺陷。这类非金属夹杂物是引起石油套管鼓包和内折缺陷的主要原因。在实际生产中，应优化脱氧工艺，提高钢水洁净度，稳定浇铸工艺，减少管坯钢中大型夹杂物数量，以避免穿孔过程中鼓包和内折缺陷的产生。

针对17CrNiMo6钢大型锻件端淬试验硬度值无法满足技术要求的情况，通过优化材料化学成分设计，制定合理的冶炼、模铸、锻造、热处理工艺，成功开发出20t级起重机用高强度渗碳钢17CrNiMo6卷筒大齿轮锻件。通过化学成分分析、低倍和夹杂物检验、机械性能及末端淬透性试验，分析了17CrNiMo6钢锻件的特性。结果表明：研制的锻件在正火+高温回火后显微组织为均匀的回火索氏体和少量铁素体，无明显的带状组织和混晶出现；奥氏体晶粒度评级为8.0级，带状组织评级为0级，金相组织评级为2.0级。机械性能指标满足技术要求且富有一定的余量，端淬试验表明，从距离淬火端15mm以内，硬度值变化很小，15~40mm内硬度值逐渐减小，但下降幅度不大，两端硬度的最大差值为5HRC，材料具有非常优良的淬透性。

超厚板长度定尺探伤不合严重影响企业产品质量和效益，为提高钢板探伤合格率，以80～120mm超厚钢板长度定尺探伤不合部位及合格部位为研究对象，借助金相显微镜、万能拉伸机及扫描电子显微镜等，对金相组织、夹杂物、拉伸断口进行分析，研究探伤合格部位和不合部位的区别，明确探伤不合原因。结果表明：钢板厚度1/2处的氢致裂纹是导致超厚板头尾探伤不合的直接原因。结合实际生产，对LF、VD工序工艺进行优化，使钢液中氢质量分数降至1.0×10-6以下。同时，通过实施改进措施，即使轧后超厚板堆垛头尾悬空探伤依然合格，探伤合格率由94%提升到98%左右。

对高级别管线钢中B类夹杂物的来源及转变机理进行了研究，结果表明：钢中T.O质量分数控制在15×10-6以下，N质量分数控制在40×10-6以下，钢板洁净度水平较高；钙处理后钢中脱氧产物转变成CaO-Al2O3-CaS系夹杂物，其中的大尺寸CaO-Al2O3夹杂物在钢板轧制过程中延伸变形从而产生B类夹杂物；采用合理控制措施后，高级别管线钢B类夹杂物评级85%控制在1.5级以下，100%控制在2.0级以下。