管坯中存在非金属夹杂物是不可避免的。它是钢中的铁及其他元素与氧、硫、氮等作用而形成的化合物,如FeO, MnO, Al203, Cr203, TiO2,SiO2, FeS, MnS, TiN, VN, ZrN等;也有可能是在炼钢和浇铸时钢水中混人了耐火材料碎片。后者的成分也主要是Si, A1, Fe, Cr, Ca, Mg等的氧化物。
Fe, Mn, Al, Cr, Ti等虽是金属元素,但当它们在与氧、硫、氮等结合而形成上述化合物之后,在本质上已经失去了金属的性质,并且这些化合物是机械地镶嵌在钢中,与钢的机体无任何联系。
根据难熔夹杂物的特征,按照现有的评定方法,一般将非金属夹杂物分为A, B, C, D, DS五类,分别对应于硫化物、氧化物、硅酸盐、氮化物和单个球形夹杂物。根据非金属夹杂物在热加工时的变形能力,又可将其细分成塑性夹杂物、脆性夹杂物、半塑性夹杂物和点状不变形夹杂物等。
铸坯中的非金属夹杂物一般都很小(直径不到45m),这种非金属夹杂物很少会直接造成钢管缺陷。但当铸坯中的非金属夹杂物多且以大颗粒形式存在时,就会造成钢管缺陷,并且,有时铸坯中仅有1颗大颗粒的非金属夹杂物就足以使钢管产生大的缺陷(钢管管壁出现夹层)。因此,不仅要控制连铸圆管坯中的中等尺寸非金属夹杂物的含量,而且还要避免其形成大于临界尺寸的大颗粒的非金属夹杂物。
在轧制过程中,非金属夹杂物之所以会造成产品缺陷,是因为非金属夹杂物的塑性和熔点与基体金属存在很大的差异。有的非金属夹杂物当加热到较低温度时,就会在晶界处发生熔化。有的非金属夹杂物在热一机械负荷下,当进行热加工变形时,会因其塑性差而被“轧碎”,与钢的变形不一致或不变形而使无缝钢管产生裂纹。