不锈钢在民用以及工业领域内都有着非常广泛的应用,在大多数应用场合对不锈钢的表面质量往往也有很高的要求。为了满足这样严苛的表面质量要求,不仅需要钢液有良好的洁净度,而且要求连铸工序也要能生产出表面质量合格的连铸坯。不锈钢的冶炼一般采用AOD、GOR和VOD等方法,其中GOR炉具有底部吹炼和渣钢分出的出钢方式等特点,而国内外关于EAF-GOR-LF-CC冶炼工艺流程中钢水脱硫和钢的洁净度的研究不多。因此,本文以西南不锈EAF-GOR-LF-CC冶炼流程为基础,对冶炼过程中钢水洁净度的控制,钢水的脱硫机理以及中间包与结晶器钢液的流场进行了深入研究,得到如下结论:GOR法冶炼过程中夹杂物的演变特征表明,FeSi还原后,钢中主要为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5μm的夹杂物,其成分与渣成分相近,为卷渣类夹杂物。第三类为直径小于2.5μm的夹杂物,其成分变化与渣成分变化相差较大;这些微小夹杂物主要受到钢液成分的影响,大都为内生夹杂物。第二类为直径2.5μm～5μm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。GOR和LF脱硫工艺研究表明,降低渣中Cr2O3含量会明显提高钢液的脱硫效率。在较低的Cr203含量条件下,通过增加渣碱度可以有效提高GOR还原期渣-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控制在50ppm以下,Ls明显提高。当GOR还原渣中Cr2O3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。通过对中间包数值模拟,并进行物理模拟和工厂试验,发现优化中间包的结构和位置参数可以显著改善钢液的流动性并减少钢渣界面的过分扰动。中间包两侧倾角优化后平均停留时间提高了 33.5%,死区体积减少了 56.3%,容积增加了 0.73 m3。同时,减小中间包两侧倾角可以提高钢液温度的均匀性,利于后续连铸操作。整体优化后,中间包中大尺寸夹杂物出现频率明显降低。对于出水口形状为椭圆形、倾角为向上15°的原型浸入式水口,钢液从出水口射出时发生严重的非对称旋转,结晶器内部流场不对称。通过对不同工艺参数的浸入式水口进行数值模拟优化,得出合理的浸入式水口出水口形状。并进一步进行物理模拟,实验结果表明原型浸入式水口出水口处水流会发生严重的旋转,结晶器内流场不对称,结晶器自由液面波动较大,与此同时,卷渣物理模拟实验结果表明,在弯月面以及宽面二分之一处存在卷渣现象。优化后浸入式水口的水模拟实验结果表明浸入式水口出水口处水流不发生旋转,结晶器内流场对称性良好,自由液面波动稳定,卷渣现象减弱。结合实验室数值模拟和物理模拟结果,进行了工厂试验研究,使用原型水口时生产的连铸坯宽面振痕过浅并且不清晰,对铸坯进行酸洗发现柱状晶发生严重倾斜并且铸坯内部存在较为严重的疏松缩孔缺陷;使用优化后的浸入式水口生产出的连铸坯宽面振痕分布均匀规律,柱状晶几乎不发生倾斜而且铸坯内部缺陷明显减少。