不锈钢中的夹杂物对不锈钢产品的表面质量影响较大。目前一些国内不锈钢生产企业由于夹杂物导致的产品报废率高达20%以上,因而不锈钢中典型夹杂物的形成机理及其控制技术是目前不锈钢领域的研究热点。本文采用冶金热力学的分析方法,结合现场不锈钢产品质量的相关调研,并在实验室条件下进行热态模拟实验,系统地研究了Si脱氧430铁素体不锈钢中典型的镁铝尖晶石夹杂物的形成机理及控制条件；同时对430铁素体不锈钢采用Al脱氧工艺进行了初步研究,并对钙处理钢水中镁铝尖晶石夹杂物的还原机理及物理化学特征进行理论探讨,提出了钙还原镁铝尖晶石夹杂物的机理以及还原过程中尖晶石夹杂物的变化规律,分析了钙对镁铝尖晶石夹杂物还原的控制条件及影响因素；最后在实验室条件下,进行了Al脱氧430不锈钢Ca处理的热模拟实验,考察并验证实验结果与钙对镁铝尖晶石夹杂物还原机理的理论分析的一致性。Si脱氧430不锈钢的相关调研及热力学分析表明,钢水中形成的镁铝尖晶石夹杂物是引起不锈钢冷轧薄板表面线鳞缺陷的重要原因。通过绘制出的430不锈钢熔体中Mg-Al-O体系和Mg-Al-Si-O体系下镁铝尖晶石夹杂物稳定存在的优势区相图可知,镁铝尖晶石夹杂物在430不锈钢中很容易形成。而从Si脱氧430不锈钢的热模拟实验研究中可知,在炉渣的碱度为2.5,渣中Al2O3含量为10%的实验条件下,430铁素体不锈钢采用低铝含量的FeSi75A11.0合金脱氧时,可明显减小钢水中镁铝尖晶石夹杂物的存在数量。Al脱氧生产430铁素体不锈钢的研究表明,一定温度和钢水成分条件下,钢水采用喂钙处理有利于镁铝尖晶石夹杂物向低熔点塑性夹杂物转变。通过对钢水中溶解钙对镁铝尖晶石夹杂物还原机理的探索研究后认为,钢水中的溶解钙会选择性还原镁铝尖晶石夹杂物中的组元。在一定的钢水成分和温度条件下,钢水中的溶解钙将优先还原镁铝尖晶石夹杂物中的Al2O3组分。钢水中的钙对镁铝尖晶石夹杂物的还原是从外向内逐层进行的,还原过程会形成CaO·xAl2O3·yMgO三元复合夹杂物,同时析出一定游离的MgO和溶解Al。钢水的温度以及钢中溶解钙、铝和硫的含量是影响钙还原镁铝尖晶石夹杂物的重要因素。适当低的钢水温度有利于镁铝尖晶石夹杂物的还原。铝脱氧430不锈钢的模拟实验研究表明,1853K条件下,当钢水中溶解铝和硫的质量分数分别在0.03%、0.0035%,控制钢水中Ca的质量分数在29×10-6时,钢水中的镁铝尖晶石逐步转变为钙镁铝三元复合夹杂物。实验研究结果与钙对镁铝尖晶石夹杂物还原机理的理论分析基本一致。本文还通过冶金反应平衡热力学计算方法,在质量守恒定律的基础上,建立了不锈钢中钙铝硅夹杂物成分控制模型,并把模型应用于304奥氏体不锈钢中夹杂物的控制,通过模型计算,找出304不锈钢在只采用Si脱氧以及Si脱氧后Ca处理两种条件下,控制钢水中钙铝硅夹杂物成分变化所需的热力学条件；并在实验室条件下进行热模拟实验对模型进行验证,在模型计算及实验研究的基础上,提出现场生产工艺的优化改进建议,最终为改善304不锈钢中钙铝硅夹杂物的塑性变形能力,提高其冷轧板产品的合格率提供了可靠的依据。不锈钢中钙铝硅夹杂物成分控制模型的计算结果表明,一定温度条件下,通过控制不锈钢钢水中Si、Ca、Al的含量来控制钢水-钙铝硅夹杂物间的化学反应,从而控制钢水中钙铝硅夹杂物各组分的含量,具有热力学的可行性。为了使钢水中的钙铝硅夹杂物转变到CaO-Al2O3-SiO2系的塑性变形区内,1873K时,当304不锈钢钢水中氧和硅的质量分数分别在0.001%和0.5%时,模型计算结果表明,只采用FeSi脱氧时,钢水中溶解铝的质量分数必须控制在5x10-6以下；而当钢水中含有3×10-6-10x10-6左右的溶解钙时,钢水中适宜的溶解铝的质量分数可提高到20x10-6左右。两种工艺条件下,温度对复合夹杂物成分变化的影响不大。304奥氏体不锈钢中钙铝硅夹杂物成分控制的模拟实验研究表明,实验室条件下,当1kg304不锈钢钢水采用8gFeSi75A11.0合金脱氧后喂入1.0g金属钙或者采用10gFeSi75A11.0合金脱氧后喂入0.5g金属钙时,终点钢样中的钙铝硅夹杂物处在CaO-Al2O3-SiO2系的塑性变形区内,夹杂物的塑性变形能力较好。通过对实验终点样品中钙铝硅夹杂物成分的统计分析发现,钙铝硅夹杂物中的CaO、Al2O3和Si02组元成分含量的实测值基本围绕着模型计算值波动,模型计算值与实测值大体趋于一致,研究开发的热力学模型具有一定的可靠性。304奥氏体不锈钢现场生产过程中,宜采用FeSi75A11.0合金脱氧,同时钢水必须喂入一定量的钙。1873K条件下,当304奥氏体不锈钢钢水中Si的质量分数在0.4%～0.5%时,溶解Ca的质量分数宜控制在5×10-6-8×10-6范围,并且当钢水中的Si含量取上限时,钢水中的溶解钙含量取下限；反之,溶解钙含量则取上限。