随着我国石油、天然气资源的开发和利用，用于制造石油、天然气输送管线用的宽厚钢板的需求量将不断增加。具有高强度、高韧性、良好的可焊性、低温下的断裂抗力和抗H2S侵蚀能力，低合金高强度、高韧性的超纯净高级别管线钢将成为21世纪国民经济需求量较大的一类钢种。降低管线钢中有害元素特别是硫含量以及控制硫化物夹杂物的形态和分布是冶金工作者一直探索的重要研究课题之一。 本课题以管线钢硫含量的控制技术为核心，对本钢生产条件下从转炉出钢到精炼过程的钢中硫含量控制技术进行了理论计算与分析，探索了各工艺的脱硫条件，建立了渣钢脱硫热力学模型，采用上述模型指导生产实践。 在上述研究的基础上，按照本钢实际生产条件，通过不断的工艺优化和生产关键技术研究，分别设计了A、B、C三种超低硫管线钢生产工艺路线，取得了较好的冶炼效果，冶炼终点硫含量和夹杂物控制水平可以满足高纯净度管线钢的质量要求。 通过上述研究，本论文获得的主要结论如下：(1)采用本课题所开发的渣钢脱硫反应热力学模型计算结果指导造渣制度，获得了较好的超低硫管线钢冶炼效果。 (2)采用喂SiCa线对MnS、Al2O3夹杂物生成和变性处理的热力学计算表明，1873K时X70管线钢中[％Ca]＞7.96×10-8就可以生成液态12CaO·7Al2O3脱氧产物，[％Ca]＞2.15×10-7就可以生成液态3CaO·Al2O3脱氧产物；温度对Ca-S平衡曲线的影响是十分显著，当钢液温度降低时，在相同的硫含量下形成CaS夹杂所需钙含量迅速降低；在X70管线钢中要求[Als]=0.02％左右的情况下，只有将钢液中的硫脱到0.0017％左右，才能同时实现氧化物变性成为12CaO·7Al2O3，同时硫化物也能得到变性。 (3)设计的三种超低硫管线钢生产工艺路线中，工艺路径A(DS→BFC→LF-IR→RH→CC)、B(DS→BFC→LF→CC)均能满足极低硫管线钢的纯净度要求。工艺路径B生产的管线钢纯净度水平较高，钢中最低硫含量达到了0.0005％，平均硫含量为0.00115％。平均氮含量为0.00525％，全氧含量最低达到0.0015％，平均为0.00215％。工艺路径C(DS→BFC→LF→BSP)可以生产超低硫管线钢，但最优工艺还有待于进一步研究。 (4)LF处理过程中Al脱氧首先生成大量Al2O3夹杂物，随着冶炼过程中加入Si、Mn、Ti等脱氧剂和合金化、钙处理过程的进行，钢中夹杂物的数量和成分逐渐发生变化，先生成含Al的复合夹杂物。喂入Ca-Si包芯线后，夹杂物变成大量的Al2O3-CaO夹杂，其中含有少量的MnO、MgO、MnS、CaS等，到LF终点夹杂物数量最多，到中包中夹杂物的尺寸和数量均有大幅下降，铸坯中未发现大于50μm的夹杂物，铸坯中平均夹杂物数量达到最小值。 (5)随着钢中硫含量的增加，夹杂物中的硫含量增加。夹杂物中硫原子所占的百分比随钢中硫含量的增加而增加，但是对于钢中硫含量为70×10-6的采用薄板坯连铸生产的X65管线钢其硫原子百分比却低于钢中硫含量为17×10-6的采用常规连铸生产的X70管线钢。这是因为采用薄板坯连铸时钢水的凝固速度较快，硫的有效分配系数也随之增大的原故。