炼钢

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1. 螺纹钢采用富氮铝灰增氮脱氧工业试验研究

贾庆贤, 魏国立, 胡绍岩, 丁万武

炼钢 2025, 41 (5): 30-34.

摘要（453）

PDF（pc）（574KB）（52）

介绍了某钢厂在螺纹钢生产中采用富氮铝灰作为预脱氧剂和增氮剂，分析了出钢过程钢包底吹气体差异造成的影响，为后续螺纹钢生产成本降低提供借鉴。通过在120 t顶底复吹转炉出钢过程向钢包内加入富氮铝灰进行增氮脱氧的工艺试验研究，分析了底吹氮氩气体对富氮铝灰增氮及脱氧效果、富氮铝灰中氮的收得率的影响。试验结果表明：螺纹钢使用富氮铝灰增氮脱氧工艺切实可行，且工艺有明显优势。在工业化生产条件下，钢包底吹气体采用氮气，加入1 kg/t的富氮铝灰，可提升螺纹钢氮质量分数25×10^-6，同时合金中硅收得率提高0.91百分点、锰收得率提高0.87百分点，且随着富氮铝灰加入量的增加，富氮铝灰中氮的收得率呈下降趋势，与其它工艺增氮效果趋势一致。

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2. 封面和目录

炼钢 2026, 42 (1): 0-0.

摘要（334）

PDF（pc）（1099KB）（24）

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3. 转炉钢渣碳化处理的研究进展与展望

刘昱, 周子丹, 伍洋, 张蓬朝, 田雨丰, 李光强

炼钢 2025, 41 (4): 1-9.

摘要（327）

PDF（pc）（1548KB）（104）

综述了转炉钢渣的两种直接碳化方式及其影响因素和动力学机制，钢渣的高温碳化主要限制性环节是CO₂穿过产物层向钢渣内部未反应区域的扩散，通过提高温度加快CO₂的扩散速率和降低钢渣颗粒尺寸以减小抑制扩散的产物层厚度等措施，可大幅提高钢渣高温碳化的固碳量和转化率。湿法碳化的主要限制环节是钢渣中钙从内部向钢渣表面的扩散，降低钢渣颗粒尺寸和利用超声波震荡破坏产物层能有效加快钙扩散浸出。由于钢渣从转炉出来后具有较高的温度，且单一的碳化方式都有其局限，可考虑将两种固碳方式结合使用，首先在高温钢渣的冷却过程中利用钢渣余热进行高温干法碳化，并降低钢渣颗粒尺寸和增加CO₂压力来提高固碳量和钙的转化率；通过干法碳化固定一部分钙，而后再进行湿法碳化，这样有利于缩短湿法碳化时间，待钢渣高温碳化结束经冷却球磨后再进行湿法碳化，结合尺寸优化和超声波的利用，实现钢渣最大程度的碳化；该过程充分利用了钢渣自身条件，能更有效实现固碳过程的节能减排。

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4. LF加废钢降铁耗工艺研究与实践

万金同, 刘钊, 程绘兵, 熊必勇, 肖波

炼钢 2025, 41 (6): 35-43.

摘要（228）

PDF（pc）（1656KB）（65）

研究了在长流程炼钢工艺中通过LF精炼工序加入废钢降低铁水单耗的技术路径及其对炼钢工艺的影响。结果表明：废钢加入量增至150 kg/t，铁水单耗可降低10%～15%，吨钢CO₂排放量降低11.0%。废钢加入也带来了一系列挑战：废钢每增加50 kg/t，钢水氮质量分数增加(3～5)×10^-6，总氧和氢含量也同步上升，钢材中夹杂物数量及夹杂物的评级升高，电耗、电极及钢包耐材消耗显著增加。通过废钢熔化的热力学与动力学研究，建立LF精炼废钢质量标准，提出了预热至500～1 000 ℃的加入方式，结合提高升温效率、控制废钢粒度及强化氩气搅拌，缩短了废钢熔化时间并降低了成分波动，取得了较好的经济效益和社会效益。钙处理与软吹工艺协同改善了夹杂物形态和分布，提升了钢水洁净度，确保了钢材机械性能不受影响。

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5. 炼钢过程合金精准控制模型的设计与应用

高志滨, 杨希杰, 包燕平, 刘文凭, 李四军

炼钢 2025, 41 (4): 28-35.

摘要（224）

PDF（pc）（1322KB）（73）

为实现炼钢过程合金精准控制，首先对所有合金的理化特性进行了分析，包括合金的物理形态、强度、耐磨性及成分，基于分析结果建立了合金数据库以指导合金的加入；其次对典型钢种的合金收得率进行了分析，利用Pearson相关系数对合金收得率与工艺参数进行了相关性分析，得出Mn元素收得率随转炉终点氧含量的降低及终点温度的上升呈上升的趋势，并采用T-LSTM神经网络和K-means聚类算法分析进行转炉出钢合金收得率的预测，提高出钢温度、降低终点氧含量有利于提升合金收得率；最后采用基于matlab的intlinprog函数对合金总加入成本最低的配料方案进行线性规划求解，开发了炼钢合金智能优化控制系统，实现了合金成本最低。合金智能优化控制系统在某炼钢厂120 t转炉进行了实际应用，模型进行在线运行8个月，验证数据2.6万炉，钢种平均合金消耗降低0.46 kg/t，降低钢种合金成本1.21～6.58 元/t，平均降低合金成本3.71 元/t。

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6. 铁水预脱硫技术的发展现状与展望

杨耀棋, 张燕超, 薛月凯, 潘宏伟, 王书桓, 赵定国

炼钢 2026, 42 (1): 1-14.

摘要（211）

PDF（pc）（22741KB）（58）

随着我国钢铁工业向高质量发展转型升级，铁水预处理脱硫技术作为控制钢中硫含量的关键工艺，其战略地位日益凸显。系统梳理了铁水预处理脱硫技术的研究进展与未来趋势。在技术发展层面，通过历史沿革分析明确了机械搅拌法（KR）与喷吹法两大主流工艺的技术演进路径。在理论机制研究方面，基于热力学计算揭示了氧化钙与金属镁两种脱硫剂的反应特性，系统阐明了温度、硫活度等热力学参数对反应平衡的影响规律；同时从动力学角度，针对KR法的固-液混溶机理与喷吹法的气-粉两相流特征，明确了搅拌强度、载气压力等关键参数对脱硫速率的调控规律。研究方法层面，综合运用物理模拟与数值模拟手段，系统揭示了搅拌方式、设备参数、漩涡特征及桨叶结构等多因素协同作用机制，建立了工艺参数与脱硫效率的量化关系模型。面向行业高质量发展需求，从工艺优化路径、装备智能升级和新型脱硫剂开发三个维度提出发展建议，为构建高效、稳定、低耗的脱硫技术体系提供理论支撑与实践指导。

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7. X65MS管线钢LF精炼渣优化与应用

刘鹏, 朱宏伟, 潘锡泉, 袁渊, 包燕平, 顾超

炼钢 2025, 41 (5): 35-41.

摘要（194）

PDF（pc）（4576KB）（72）

为研究X65MS管线钢LF精炼过程的渣脱硫能力，对其精炼过程进行取样分析。结果表明，精炼渣中存在的高熔点固相CaO将使得渣系熔点升高，流动性及夹杂物吸收能力变差，需对渣系成分进行优化。利用Factsage软件进行活度、黏度计算，得出精炼渣中钙铝比控制范围1.5~2，碱度控制范围5~7.5，MgO质量分数4%左右可以保证高碱度渣的低熔点区域面积最大。基于上述分析，结合KTH硫容量计算结果以及等温线三元相图得出合理的CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂渣系成分范围：w（CaO）=49%~59%、w（Al₂O₃）=29%~37%、w（SiO₂）=8%~14%、w（MgO）=3%~5%。优化渣系的工业应用结果表明，精炼渣熔点处于试验所要求低熔点区，钢中氧化物夹杂数量显著下降，钢中氧化物夹杂尺寸低于5 μm的数量占比增多，钢液中的S质量分数降低至10×10^-6。

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8. 1215MS钢LF精炼过程控制与分析

周军, 孙波, 邓南阳, 解养国, 王勇, 解文中, 龚磊

炼钢 2025, 41 (4): 36-44.

摘要（166）

PDF（pc）（2171KB）（72）

为了实现1215MS钢LF精炼过程氧含量精确控制，通过对渣钢间氧平衡反应进行热力学计算，在结合某厂生产实践的基础上，分析研究了钢水弱脱氧、精炼渣成分和钙处理变性夹杂物等精炼过程控制工艺，提出了相应改进措施，取得了良好效果，结果表明：通过转炉终点钢水留碳质量分数0.050%～0.060%，出钢过程采取分步弱脱氧，精确控制钢水铝质量分数0.002 5%～0.004 5%，氧质量分数0.003 0%～0.005 0%；LF精炼调整精炼渣成分w(FeO+MnO)=5%～7%，w(Al₂O₃)=18%～20%，碱度为2.0~2.5，曼内斯曼指数为0.10～0.15，精炼末期钙处理控制钢水终点钙质量分数为0.001 0%～0.002 0%，可将精炼终点溶解氧质量分数精确控制为0.005 0%～0.006 0%，铸坯全氧质量分数控制为0.012%～0.014%，硫化物夹杂长宽比不大于4的数量占比由53.2%提升至84.8%。

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9. 气氛保护电渣重熔不同渣对钢中氧含量的影响

尚武林, 钟庆元, 孙晓林, 宋高阳, 孙宝芳, 王宁霏

炼钢 2025, 41 (4): 20-27.

摘要（165）

PDF（pc）（1634KB）（63）

通过10 t级保护气氛电渣重熔炉研究了两种渣系对热作模具钢夹杂物类型、尺寸、形貌的影响。结果表明，使用S2渣进行电渣重熔，会引起钢液中T.O质量分数增加至0.001 6%，夹杂物尺寸增大，电渣重熔后夹杂物主要为Al₂O₃；而经S1渣电渣重熔后钢中夹杂物主要为MgO-Al₂O₃，S1渣拥有更高的光学碱度，脱硫能力更强，钢中Al_s、Mg含量的差异与两种渣的碱度有关。建立熔渣计算模型，计算了渣中Al₂O₃活度，通过Al-O平衡关系可知，减小渣中Al₂O₃活度，增大渣的碱度，可以控制钢液中氧含量，以生产低氧含量的电渣锭。

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10. 镀铜钢丝测量结晶器液渣层厚度的特征及判断方法

杨浩岩, 李秋平, 文光华, 程朋, 陈远清, 刘洋

炼钢 2025, 41 (4): 59-65.

摘要（152）

PDF（pc）（4329KB）（126）

目前钢厂主要采用镀铜钢丝法测量结晶器液渣层厚度，但缺乏统一的判断方法和准确性评估。使用高频感应炉模拟结晶器内热环境，并采用镀铜钢丝测量渣层厚度，结合带有能谱分析功能的扫描电镜，探究了测量后镀铜钢丝的形貌特征，分析了其形成机理，并对判断方法进行了优化。研究表明：粉渣层和烧结层上部温度低于铜熔点（1 083 ℃），镀铜钢丝无明显变化。烧结层下部温度大于1 083 ℃，铜熔化后钢丝被氧化成黑色；液渣层区域温度进一步升高，钢丝被液渣包裹呈亮白色，未完全包裹的部分则在抽离过程中发生轻微氧化呈灰色，钢丝灰色和亮白色长度之和为液渣层厚度。此判断方法在连铸现场测量中得到了检验，其准确性不及双丝润湿法。

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11. CeO₂和La₂O₃对炼钢用低碳镁碳砖性能影响研究

张鑫, 卢堃, 朱家兴, 刘爽, 彭军, 安胜利,

炼钢 2025, 41 (4): 84-89.

摘要（150）

PDF（pc）（2553KB）（30）

研究了添加稀土CeO₂、La₂O₃对低碳镁碳砖强度及抗渣侵蚀能力的差异化影响。添加稀土CeO₂后，低碳镁碳砖的显气孔率减小，体积密度、常温耐压强度增大，抗渣侵蚀性能有改善。添加CeO₂后低碳镁碳砖更加致密，体积密度由3.00 g/cm³增加至3.04 g/cm³，显气孔率由3.57%降低到3.16%。随着稀土CeO₂的加入，低碳镁碳砖的强度亦上升，抗压强度由34.7 MPa增加至41.3 MPa。但是添加La₂O₃后低碳镁碳砖自粉化严重，体积密度由3.00 g/cm³降低至2.62 g/cm³，显气孔率由3.57%提高到了8.2%。随着稀土La₂O₃的加入，低碳镁碳砖的强度下降，抗压强度由34.7 MPa降低至9.6 MPa。添加稀土CeO₂、La₂O₃后低碳镁碳砖的抗渣侵蚀能力均增强，1 600 ℃下在精炼渣中浸泡3 h后，未加稀土的低碳镁碳砖熔损厚度为0.83 mm，添加CeO₂后熔损厚度为0.40 mm，添加La₂O₃后熔损厚度为0.18 mm。

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12. 封面目录

炼钢 2025, 41 (5): 0-0.

摘要（130）

PDF（pc）（300KB）（47）

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13. RH脱碳结束极低溶解氧含量控制技术研究

李太全, 陈永洪, 程迪, 唐笑宇, 范佳, 武志杰

炼钢 2025, 41 (5): 24-29.

摘要（123）

PDF（pc）（1093KB）（107）

邯钢在RH真空脱碳实践中发现，在一定条件下，脱去质量分数100×10^-6的碳并不需要质量分数133×10^-6钢中的溶解氧，而是更低；或者说，RH真空脱碳过程所需氧碳比远小于1.33，低的可达0.8以下。以此为基础，优化了RH真空脱碳工艺。在保证钢成分稳定前提下，RH真空脱碳结束氧质量分数不断降低，DC03钢RH脱碳结束溶解氧质量分数最低达到66×10^-6，DC06钢RH脱碳结束溶解氧质量分数最低达到125×10^-6。而且实现DC06级IF钢8炉整浇次RH脱碳结束溶解氧质量分数达到190×10^-6以下，DC03钢8炉整浇次RH脱碳结束溶解氧质量分数达到170×10^-6以下，RH脱碳结束溶解氧含量的降低为钢水洁净度的提高创造了良好条件，取得了非常好的效果。此外定量分析了RH吹氧量和RH真空槽体增氧的影响。通过取样分析，在RH脱碳后期，即使此时钢中碳质量分数已经较低（20×10^-6~100×10^-6），而钢中存在较高溶解氧时，完成脱碳也不需要过高氧碳比，RH真空脱碳过程亦无需过高氧势或大量过剩钢中溶解氧。

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14. 大方坯连铸结晶器流体运动行为的水模研究

布燊川, 肖远悠, 张达先, 何建中, 王国承,

炼钢 2025, 41 (4): 51-58.

摘要（123）

PDF（pc）（1954KB）（51）

以某钢厂380 mm×280 mm大方坯连铸结晶器为原型，建立1∶1水模型，研究了结晶器内的流场行为和现象，并根据预测结果，最终确定了拉速优化参数。结果表明：结晶器内存在不对称的流场分布现象；与提高拉速相比，增加水口插入深度，钢液冲击深度的增幅更大；结晶器液面具有窄面、角部和水口附近波动大，而宽面附近波动小的特点；随着拉速的增加，渣层波动加剧，渣层的最小厚度减小；随着水口插入深度的增加，渣层波动减弱，渣层的最小厚度增大；拉速提高至0.67 m/min时，建议水口插入深度保持在135～150 mm。

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15. 钢水加废钢模式下钢渣碱度对LF渣线镁碳耐火材料侵蚀行为影响

沈继胜, 周甫, 周武, 李杨, 张华

炼钢 2025, 41 (4): 45-50.

摘要（120）

PDF（pc）（1655KB）（53）

LF作为二次精炼设备，在现代炼钢工艺中扮演着关键角色，其内衬耐火材料的性能对钢液成分控制、生产效率及成本效益至关重要。镁碳砖由于其优异的高温强度和抗侵蚀性，常被用作LF内衬材料。然而，在LF钢水加废钢工艺模式下，废钢的加入会导致钢渣成分波动，从而阶段性降低钢渣碱度，进而加剧镁碳砖的侵蚀损毁。研究以某钢厂LF镁碳砖为对象，探讨了钢渣碱度变化对镁碳砖侵蚀行为的影响机制。研究表明，在高碱度（R=4.88）时，侵蚀主要表现为渗透；而在低碱度(R=1.57)条件下，则更倾向于熔解，且随着碱度降低，熔解速度加快，侵蚀层增厚。同时，通过现场侵蚀后镁碳砖的分析验证了试验结果，为延长镁碳砖使用寿命提供了理论依据。

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16. MRT2.5钢生产工艺与精炼渣优化对钢中夹杂物的影响研究

霍立桥, 朱俊涛, 武献民, 邰军凯, 成日金, 张华

炼钢 2026, 42 (1): 15-21.

摘要（120）

PDF（pc）（10839KB）（33）

国内某厂传统工艺生产的MRT2.5钢过程中，由于转炉出钢下渣带来的高氧化性渣，对钢包内钢液造成二次氧化，影响了产品质量。为改善此问题，分析了未还原改质顶渣的氩站直上连铸和经过LF还原改质顶渣两种工艺的差异，并做了钢包渣系优化分析，研究两种工艺及渣系优化对提高钢液洁净度的影响。通过FactSage 8.1热力学软件计算，对CaO-SiO₂-Al₂O₃-MgO-FeO渣系进行优化，增强渣对Al₂O₃夹杂的吸附能力。工业试验结果显示，氩站直上连铸工艺调整渣系w(CaO)/w(Al₂O₃)=1.68，夹杂物密度由69.26个/mm²降低至44.40个/mm²；LF还原改质工艺将渣中FeO质量分数由7%降低至1.46%，夹杂物密度由69.26个/mm²降至38.61个/mm²；采取LF还原改质+渣系优化的工艺后，夹杂物密度进一步降至24.32个/mm²，显著提升了钢液洁净度。采用工艺2-2（LF还原改质+渣系优化工艺）进行生产，连浇5 h后，水口无明显堵塞现象。精炼渣系范围宜控制在w(CaO)= 41.11%~54.14%，w(SiO₂)= 0~10.38%，w(Al₂O₃)= 27.20%~51.20%，w(MgO)= 5%~8%，渣中w(CaO)/w(Al₂O₃)控制在0.80~1.99。

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17. 薄板坯连铸中间包冲击区优化的物理模拟

王云峥, 李朝阳, 崔衡, 黄智, 刘铁成, 田鹏

炼钢 2025, 41 (5): 60-68.

摘要（115）

PDF（pc）（2747KB）（48）

根据相似原理建立1∶3水模型，对某厂薄板坯连铸中间包密封箱式冲击区结构进行优化。结果表明：使用长水口和稳流器可抑制冲击区液面剧烈波动，示踪剂流出挡墙时间增加1倍；不同形状的稳流器可不同程度的改变冲击区的流动状态；挡墙适当向长水口移动，冲击区流动不合理区域充分减少。最优方案为使用长水口和有檐波浪底稳流器，且挡墙距长水895 mm，滞止时间由58.45 s增长到73.45 s，死区比例由11.60%降为5.72%，钢水在中间包内平均停留时间增加了6.66%。

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18. 转炉熔渣气化脱磷行为的动力学研究

赵岩, 田鹏, 王书桓, 李朝阳, 田鹏, 薛月凯

炼钢 2025, 41 (5): 17-23.

摘要（112）

PDF（pc）（923KB）（74）

转炉渣是在炼钢过程中产生的废弃物，产量巨大但由于含有有害元素S、P等而不能在冶金领域综合应用。目前转炉留渣操作可从根本上减少炉渣新渣的产量，采用碳质还原剂对熔渣进行气化脱磷，可以解决溅渣护炉期间，留渣操作过程中磷元素的循环富集问题。从动力学上研究分析溅渣护炉期间熔渣气化脱磷的可行性，结果表明：P₂O₅在转炉熔渣中的气化脱磷反应以其在熔渣中的扩散传质速率为限制因素，通过试验确定了P₂O₅还原反应的速率方程式，并对其进行了试验验证。为转炉熔渣气化脱磷提供了理论依据和技术参考。

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19. Mn13高锰耐磨钢冶炼-连铸工艺开发

富志生, 贾庆贤, 宋宗亮, 杨新龙

炼钢 2025, 41 (6): 107-113.

摘要（111）

PDF（pc）（2097KB）（40）

Mn13高锰耐磨钢在强冲击磨损条件下，有优异的抗磨损性能。长期以来我国普遍使用Mn13钢模铸件产品，以连铸-热轧工艺生产的Mn13钢产品，相较于模铸件其强度及韧性更高、使用寿命更长，但冶炼-连铸生产难度极大。在分析Mn13钢化学成分、性能特点及凝固特性的基础上，基于某钢厂装备条件开发了Mn13钢冶炼-连铸新工艺。新工艺下，铁水通过转炉脱Si和脱P，可将钢水P质量分数控制在0.010%以下；通过AOD炉分阶段添加高碳锰铁和电解锰，合金收得率大幅提高的同时实现了高碳出钢；通过LF微调成分及补偿温度，LF处理后不再进行真空处理，具有冶炼成本低的优势。新工艺通过降低钢水过热度、确定合理的冷却制度及拉速，采用弱电磁搅拌及凝固未端轻压下等技术，能够实现Mn13钢的稳定连浇。

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20. 板坯二冷电磁搅拌工艺及铸坯质量研究

李廷刚, 甄新刚, 李凤春, 范祚驿, 张志强, 赵和明,

炼钢 2025, 41 (5): 69-78.

摘要（110）

PDF（pc）（2055KB）（53）

针对厚度170 mm的Q235钢板坯的内部质量问题，构建了板坯凝固过程中的多物理场耦合模型，考虑了传热、溶质传输、钢液流动及电磁搅拌等因素。通过分析二冷电磁搅拌工艺参数对铸坯传热、凝固、流动及溶质偏析的影响，揭示了其内在规律，并通过工业试验进行了验证。结果表明，随着二冷电磁搅拌电流的增加，铸坯内部钢液流速加快；施加180 A电流时，钢液在初生坯壳内部流动形成了三环流，其钢液最大流速为0.094 m/s，能够搅动钢液中的溶质，能够促进溶质迁移。而施加超过250 A电流的电磁搅拌时，过大的二冷电磁搅拌电流容易导致铸坯两侧溶质分布不均匀。

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