304不锈钢是用量最大,且应用最为广泛的一种铬-镍不锈钢,应用于工业生产、家具装饰和食品医疗等各个行业。硫作为一种有害元素会对不锈钢产品产生不利影响,如造成热脆和引起点蚀；钢中的非金属夹杂物会造成产品表面缺陷,如分层重皮缺陷和线鳞状缺陷等。304不锈钢的冶炼一般采用AOD和VOD等方法,GOR炉具有底部吹炼和渣钢分出的出钢方式等特点,国内外关于这种冶炼方法条件下钢液脱硫和夹杂物控制的研究不多。因此,本文以GOR法冶炼为基础,为了实现304不锈钢稳定脱硫和对轧材表面缺陷的改善,采用工业现场取样、实验室高温实验和FactSage软件的热力学计算等方法,从GOR和LF钢液脱硫工艺、含Cr203渣性能测试、FeSi合金成分设计、夹杂物的形成和成分演变等方面进行了研究。GOR和LF脱硫工艺研究表明,尽量降低渣中Cr203含量会明显提高钢液的脱硫效率。在尽量低的Cr2O3含量条件下,通过增加渣碱度可以有效提高GOR还原期渣一钢间硫分配比(Ls=(%S)/[%S])和LF精炼过程钢液脱硫速率。当GOR还原渣中Cr203含量低于0.3%时,钢液终点硫含量稳定在50ppm以下,Ls明显提高。当GOR还原渣中Cr203含量低于0.2%时,增加渣碱度到1.85以上可以将Ls提高到250以上。当LF精炼渣中Cr203含量小于0.2%时,提高渣碱度到1.9左右可以得到最优的脱硫速率。含Cr2O3不锈钢精炼渣的熔化温度、粘度等性能研究表明,在1300℃,1500℃温度范围内,随着渣中Cr2O3含量从0增加到1.5%的过程中,渣的熔化温度、粘度和粘滞活化能逐渐增加,且渣碱度越高则三者增加的程度越大。当渣碱度为1.5时,随着Cr2O3含量从0增加到1.5%的过程中熔化温度上升50℃左右,而当碱度为1.7时,熔化温度上升100℃左右。当渣碱度为1.5时,随着Cr203含量从0增加到1.5%的过程中粘度值上升0.1Pa·s左右,而当渣碱度为1.7时,粘度值约上升了0.2Pa·s。当碱度为1.5、1.6和1.7时,粘度活化能的数值分别介于33.43kJ·mol-1～71.75kJ·mol-1、36.40 kJ·mol-1～137.43 kJ·mol-1 和70.59 kJ·mol-1～143.38 kJ·mol-1 。通常用于不锈钢脱氧的FeSi合金中含有少量的Al和Ca,FeSi合金在脱氧过程中会有Al203类夹杂物的产生,并会导致热轧板上出现分层重皮类缺陷。通过FactSage软件计算得到了为避免产生Al203夹杂物时FeSi合金中Al和Ca含量的控制范围。FeSi合金成分设计结果表明,304不锈钢脱氧过程中,FeSi合金中的Ca在1%～1.2%范围时,A1含量超过1.8%以上时,钢液中容易产生A1203夹杂物。而当Al含量小于1.5%时,钢液中不会产生A1203类夹杂物。GOR法冶炼过程中形成的夹杂物特征研究表明,对FeSi合金中A1和Ca含量的严格控制后,钢液中不会形成A1203类夹杂物,主要为尺寸不同的CaO-SiO2-MgO-Al2O3-MnO-CrOx液态球形夹杂物,尺寸范围为1μm-22μm。根据夹杂物尺寸和成分的变化关系可将夹杂物分为三类：第一类为直径大于10μm的夹杂物,成分与渣成分相近,为卷渣类夹杂物。第三类为直径在小于4μm的夹杂物,其成分与FactSage软件计算的FeSi合金脱氧产生的夹杂物成分相近,主要为内生夹杂物。第三类为直径在4μtm-10μm范围内的夹杂物,成分介于第一类和第三类夹杂物之间,主要为内生和卷渣类夹杂物碰撞形成。对LF精炼和连铸降温过程中夹杂物成分演变研究表明,夹杂物中的CaO、MgO和Al2O3含量出现了明显的变化,其中MgO和Al2O3呈上升趋势,CaO呈下降趋势。直径大于5μm夹杂物从GOR出钢到LF初期MgO含量快速增加,在LF精炼过程中缓慢增加,CaO呈现出与MgO相反的变化趋势,直径小于5μm夹杂物中MgO缓慢增加,CaO含量波动较大,Al2O3和SiO2变化较小。从GOR到LF精炼过程中钢液中Mg含量的增加是导致夹杂物成分变化的主要原因。从LF结束到热轧过程中,所有夹杂物中MgO和A1203含量都呈现快速增加,CaO含量快速降低。直径小于5μ夹杂物中发现有MgO·Al2O3尖晶石析出。连铸过程温度降低是导致LF精炼结束到热轧过程中夹杂物成分变化的主要原因。