目前一般使用传统的厚板坯连铸工艺生产超低碳IF钢,但地处西北边陲的酒钢目前没有厚板坯连铸生产线,只能用CSP工艺生产超低碳IF钢。传统板坯连铸生产IF钢在RH中及RH后有较长的静置时间,夹杂物能够充分上浮,钢水的洁净度高,T.O一般小于20×10-6,即使RH使用氧化性精炼渣,也能够顺利浇铸。而CSP工艺使用漏斗型结晶器和扁平水口,铸坯薄、拉速快,酒钢CSP流程钢包体积120t,中间包体积只有30t,生产节奏十分紧凑,在RH精炼后基本没有静置时间,直接上连铸平台进行浇注,夹杂物没有充分的时间上浮和去除,其钢水的洁净度相对传统的板坯连铸工艺明显要差,T.O一般在35-50x10-6之间。酒钢在使用CSP流程生产DC04钢时出现了严重的水口堵塞和轧板表面质量问题。水口堵塞和轧板表面质量问题的成因均与钢中的非金属夹杂物有密切的关系。所以,本论文基于酒钢CSP流程的特点以及生产超低碳DC04钢存在的问题,着重研究了使用CSP流程生产DC04钢的精炼连铸过程中钢水夹杂物控制的特性和机制,以对酒钢进一步改进生产工艺提供理论依据和建议。本文从以下几个方面进行了研究,主要工作和创新点如下：第一,工艺路线的选择。设计单联和双联三种工艺流程进行生产DC04钢试验,工艺A为传统板坯连铸常用的单联工艺,流程为BOF-RH-CC；工艺B为双联工艺,流程为BOF-LF-RH-CC,在BOF终点和LF均不脱氧；工艺C也是双联工艺,不同之处在于BOF出钢时加铝脱氧,LF造还原性渣。试验结果表明工艺C是目前适合酒钢CSP工艺生产DC04钢的最佳工艺。第二,转炉终点碳含量的选择。针对酒钢CSP工艺存在RH改渣困难的问题,指出传统的转炉终点低拉碳出钢并不适合CSP工艺,通过理论分析得出转炉终点适当高拉碳出钢能够有效降低转炉终渣的氧化性、同时降低脱碳用氧气的消耗,三种试验的结果表明转炉终点高拉碳后经过RH脱碳后钢中C含量符合DC04钢要求,转炉终渣氧化性降低,总氧耗降低500-1000m3,并且不会对正常生产节奏造成不利影响。第三,研究了CSP水口结瘤和堵塞的机制。指出CSP水口堵塞的主要原因均由于高熔点的Al2O3粒子粘附在水口内壁造成,同时受钢水与耐材间化学反应的影响,结瘤物中几乎没有检测到含钛氧化物,由此可以推断,在酒钢CSP流程,含钛夹杂物不是水口堵塞的直接原因。为改善CSP生产DC04钢的连浇性,RH应造还原性渣和使用钙处理改性夹杂物。第四,通过热力学分析和工业试验,指出利用钢中实测的[Al]s和a[o]可以估计A1203夹杂物的变性情况。在精炼过程观察到文献中Al2O3夹杂物变性的两种路线：A1203-高熔点钙铝酸盐-液态钙铝酸盐,以及Al2O3→MgO·Al2O3尖晶石→CaO-MgO-Al2O3复合夹杂物。此外,还发现钢液中的[Mg]亦可还原液态钙铝酸盐中的CaO使其变性为CaO-MgO-Al2O3复合夹杂物的机制,并通过热力学计算得出发生这种变性机制的条件为液态钙铝酸盐中MgO小于3%,温度大于1570℃。第五,在扫描电镜下发现一类夹杂物,其中一部分主要成分为Al2O3.另一部分主要成分为CaO,二者中间为钙铝酸盐。这可能是Al2O3夹杂和CaO夹杂物在高温钢液中通过碰撞结合在一起,二者发生化学反应变性为低熔点钙铝酸盐。根据CaO-Al2O3二元相图从理论上分析了其原因及发生条件,并在实验室通过坩埚实验进行了初步验证。第六,基于未反应核模型建立了Al2O3夹杂物变性为液态钙铝酸盐的动力学模型,并通过热力学分析得到了模型参数。由模型结果可得出：随着Al2O3夹杂物直径的增大,Al2O3夹杂物完全变性时间大幅延长。钢液中的[Ca]在一定范围内增加,不仅在热力学上有利于Al2O3变性,也使其变性速率迅速增大,但[Ca]含量超过30-40×10-6时对夹杂物变性速度提升作用明显降低。第七,在CSP工艺铸坯中,观察到大量双层结构夹杂物,其内部是氧化物核心,外层为CaS和TiN,并分析其析出条件和特点,得出有两种方式析出CaS类夹杂物。此外,在铸坯中还发现类似于球墨铸铁中的石墨球的碳覆夹杂物,其亦为双层结构,内层为氧化物核心,外层为富碳层,尺寸在2-10μm之间,且其核心一般是含CaO的钙铝酸盐或复合夹杂物。CSP工艺在铸坯凝固过程冷却速度相对较快,S和自由O含量低,钙处理后Ca、Mg等球化元素相对较高以及存在非金属夹杂物作为形核核心,具有形成碳覆夹杂物的有利条件,在铸坯凝固过程中随着液芯碳的浓度升高和温度降低,C可能以变性的夹杂物作为核心,并在其外部形成一层碳的富集层。此外,发现由于碳覆夹杂物的析出,铸坯中心的碳偏析程度有所降低。