以热力学计算为基础，在120 t钢包内进行了镁处理工业试验。结果表明采用缓释含镁包芯线技术可以实现镁合金的平稳喂入。钢中检测到w（T.Mg）=0.001 0 %~0.001 6 %。喂线过程中无钢水增氮趋势，T.O降低显著，降低幅度约50 %，钢水洁净度明显提高。镁处理后，SPHC钢中夹杂物由氧化铝转变为镁铝尖晶石或纯的氧化镁，尺寸从3~5 μm降至1~2 μm，夹杂物中镁含量与镁合金喂入量呈较好的对应关系。

简述了钒钛铁水的物理特性和我国大多数冶炼钒钛铁水的钢厂在脱硫工艺上的选择；概括了镁基复合喷吹脱硫法的工艺原理和其应用于钒钛铁水脱硫的优势；对比国内常用的2种提钒脱硫工艺流程，分析并得出了先提钒后脱硫的工艺优势。通过对某钢厂生产数据的分析得出，采用镁基复合喷吹法对提钒后的半钢脱硫在脱硫剂的消耗、喷吹时间的长短与镁基复合喷吹脱硫法应用于常规高炉铁水脱硫时相当，且镁粉的消耗量随着半钢温度升高而增大，脱硫剂喷入量和喷吹时间对半钢温降的影响相对不明显。

阐述了转炉冶炼过程中锰的变化规律，分析了终点钢水锰含量的影响因素，结果表明在实际生产中铁水锰含量和转炉终点温度对终点钢水锰含量无显著影响，转炉终点钢水氧化性和渣量是影响转炉终点钢水锰含量的2个关键因素。通过采取渐增式供氧、枪位控制、顶底复吹效果控制、终点成分控制、转炉模型应用、加料制度调整等措施，终点钢水锰质量分数提高至0.081 %，节约锰铁合金约0.32 kg/t。

通过多种分析方法系统研究了40Cr冷镦钢LF精炼过程夹杂物的变化，得到LF精炼过程钢中夹杂物面积与T[O]变化规律相一致，从LF进站到LF出站，钢中夹杂物面积比由1.41%减小到0.45%；并且LF精炼能够有效地去除当量直径ECD>10μm的大颗粒夹杂物，绝大部分夹杂物的当量直径都落在2~5μm范围。LF采用高碱度、强还原性炉渣精炼，结合钙处理技术，可以有效地使钢中Al₂O₃夹杂转变为MgO-Al₂O₃系、CaO-Al₂O₃系和CaO-MgO-Al₂O₃系夹杂，改善钢的可浇性和冷镦性能；但需进一步合理的控制钙处理工艺，减少钢液的卷渣和二次氧化，提高钢液的洁净度。

为有效控制低碳钢冶炼过程的增碳，基于某钢厂LD→LF冶炼低碳钢的实际生产数据，以SWRCH6A钢、SWRY11钢与SAE1006钢为例分析了钢水增碳原因，并提出了相应的控制措施。研究结果表明，钢水增碳行为主要发生在LF精炼过程，主要来自碳化物、电极与钢包内衬；钢中氧含量对碳化物增碳具有显著影响；通过调整碳化物的使用时机和用量、降低进LF前的钢水氧含量等措施，SWRY11钢与SWRCH6A钢的增碳质量分数分别由0.022 %、0.029 %降为0.015 %、0.017 %。

为了降低气保焊丝钢ER70S-6最终产品的氮氧含量、提高焊丝的成材率、改善焊丝的焊接冶金性能，国内某生产厂实行转炉、精炼、连铸全流程控氮氧措施。结果表明：转炉环节氮质量分数降低了3×10^-6，精炼工序氮质量分数降低了4×10^-6，连铸大包至中包氮质量分数降低了2×10^-6，全工艺环节总氮质量分数下降了约11×10^-6，轧材成品全氧质量分数平均下降了27×10^-6。在夹杂物及组织方面，低倍金相图片显示夹杂物的总体数量有所减少，存在形态由颗粒状及链状变为不连续的点状，分布状态由聚集态向弥散转变，同时高倍金相图片显示，晶粒略有增大，晶粒度有所下降，夹杂物沿晶界析出状况有所好转。

针对SPHC钢冶炼过程中钢液磷含量超标、可浇性差的问题，通过热力学计算和生产数据分析研究了转炉出钢温度、出钢碳含量对钢液中磷含量的影响，及钢包渣的氧化性和RH操作过程对钢液洁净度的影响。在采取降低转炉出钢温度和出钢碳含量、加入炉渣改质剂、增大出钢口的内径、优化RH脱氧制度等改善措施后，转炉平均出钢时间缩短了0.9 min，出钢平均温降减小了15 ℃；转炉终点磷含量的达标率从87.1 %提高到94.3 %；RH工位吹氧升温的比例从30.2 %降低到14.3 %；单中间包的连浇炉数从4炉提高到8炉以上。

根据攀钢集团攀枝花钢钒有限公司120 t转炉的具体实际条件，通过计算机对氧枪喷头和转炉内的氧气和钢水流动过程进行数值模拟：模拟了不同支管角度下的主射流流场的速度衰减规律、不同角度氧气射流及转炉内各种流体的流动情况；利用计算机对转炉钢水的混匀时间进行了定量描述。通过数值模拟，最终确定了氧枪喷头支管的具体角度参数为16°。采用数值模拟结果，将优化后的536-16氧枪应用于工业实践，得到了很好的效果。

结合前期水模拟结果，利用FLUENT软件对河北承钢炼钢二厂120 t LF进行了底吹氩气的三相流数值模拟，模拟结果表明：优化后钢包熔池速度与湍动能分别增大了11.8 %和 18.3 %，死区体积减小了33.7 %，有利于钢包内熔池的传热、传质以及夹杂物去除等过程。将优化后钢包底吹位置应用于河北钢铁集团承德钢铁集团有限公司炼钢二厂120 t LF，结果表明：T.O去除率提高了5.9 %，w（N）降低了6.4 %；总夹杂物去除率提高了5.5 %；大型夹杂物去除率提高4.9%。达到改善钢包结构，优化钢液流动状态，提高LF的精炼的目的。

基于相似原理，按照1︰4的比例对武汉钢铁（集团）公司150 t RH精炼装置建立了水力模型，通过水模试验对RH处理过程熔体流态进行了分析，考察了插入管吹气孔径和吹气孔数量对真空环流参数的影响，并通过正交试验考察了不同操作条件下钢水的环流参数。试验结果表明，吹气孔径由0.75 mm增加到1.5 mm对环流参数影响不大，吹气孔数量由12个增加至16个可明显减少混匀时间；当真空室压力达到极限67 Pa，提升气体流量为130 m³/h，插入深度为650 mm，钢水混匀效果最好。

利用射钉法对河南济源钢铁（集团）有限公司一钢厂小方坯进行测试研究，从而测定二冷区的坯壳凝固厚度，并根据铸坯凝固定律计算了液相穴长度和综合凝固系数，为发挥铸机良好的冷却效果提供合理的拉速和比水量参考。研究了拉速、比水量、钢液过热度等因素对铸坯凝固可能产生的影响，并针对目前济源一钢厂2号连铸机的末端电磁搅拌位置进行重新评估，提出合理的安装位置和相关工艺参数的优化结果。通过实际验证，改进后的工艺下各钢种的碳偏析指数在1.11值以下，达到了企业对产品质量的控制要求。

对高氮钢电渣重熔前后夹杂物进行对比研究，分析不同渣系和自耗电极氧含量对重熔后夹杂物的影响。研究发现，不同渣系对电渣钢的洁净度影响很大，适当提高w（CaO）/ w（Al₂O₃）可有效降低电渣锭中的夹杂物和全氧量。不同氧含量的自耗电极进行重熔后，电渣锭全氧量w（T.O）及夹杂物种类和组成成分差别不大，夹杂物成分中w(MnO)/w(MnO+Al₂O₃)≈0.23~0.32，自耗电极中的氧含量与电渣重熔的洁净度没有直接关系，采用氧质量分数为（40~100）×10^-6的不同自耗电极，电渣重熔后氧质量分数始终保持在（20~30）×10^-6。

以某公司断面160 mm×160 mm小方坯为研究对象，利用数值模拟和物理模拟相结合的方法，对小方坯内注流偏流进行了分析。研究表明，小方坯流场偏流是由于结晶器弧度的存在和要求对中所产生的，偏流会使得内弧侧的坯壳变薄，并且使液面的流场不对称，容易产生速度过大的点，进而发生卷渣。为解决这一问题，将水口向外弧侧偏移6~8 mm，偏移后孔洞数下降30 %以上，内外弧差异基本消除，经现场统计铸坯表面凹陷、结晶器卷渣发生率分别下降21 %、56 %。

建立了Q345E钢Φ600mm大圆坯凝固传热模型，利用ProCAST软件对其连铸凝固过程进行了数值模拟，并通过射钉试验结果验证。研究结果表明：浇铸温度对铸坯的表面与中心温度以及固液相分布影响很小；拉速每增加0.02m/min，铸坯表面温度无明显变化，糊状区向前移动，凝固末端离结晶器液面距离增加约1.75m；二冷区比水量每增加0.01L/kg，其二冷区表面温度约降低30℃，糊状区向后移动少量，凝固末端后移0.3m左右；适宜的工艺条件为浇铸温度1539℃、拉速0.22m/min、二冷强度0.08L/kg。实际生产的Q345E钢Φ600mm大圆坯中心缩孔0.5级，中心疏松1.0级，碳偏析≤1.09，完全满足标准要求。

以含铁尘泥中的碳作为还原剂，配制成具有自还原特性的尘泥团块，利用钢厂现有生产工艺和设备使其中的铁氧化物及锌氧化物实现自还原回收而不影响钢铁冶炼生产。在使用过程中发现罐衬有侵蚀现象，针对尘泥团块对鱼雷罐罐衬侵蚀问题，在罐龄、渣物化性质、渣侵蚀等方面进行了研究。研究发现尘泥团块对鱼雷罐罐衬并无明显侵蚀作用，渣流和铁流对罐的冲刷和侵蚀协同作用是影响罐衬寿命的主要原因。建议增加鱼雷罐翻渣工艺，减少罐内结渣，降低渣与罐衬接触面积和时间，同时又能够增加容铁量，减少自重。

对钝化石灰在复合喷吹铁水脱硫工艺中的脱硫机理及各阶段中的作用进行了分析，结合山西太钢不锈钢股份有限公司80 t复合喷吹铁水脱硫生产实践，得出复合喷吹脱硫工艺中的钝化石灰可以提高镁粉利用率和脱硫率，加强深脱硫能力，减少温降、回硫量和扒渣铁损，降低脱硫成本。以铁水初始硫质量分数0.02 %~0.03 %，终点硫质量分数小于0.003 %为例，复合喷吹脱硫剂消耗比单喷颗粒镁降低了2.96元/t，扒渣铁损降低了1.08元/t，扒渣剂消耗减少了0.23元/t，合计降低了脱硫成本4.02元/t。

为了考察210 t板坯钢包加绝热板后的保温效果，应用ANSYS商业软件，建立了钢包在盛钢期的传热有限元模型。通过模型计算，得到了加绝热板和未加绝热板2种钢包在静置期间钢水的温降速率，并通过对比同包龄期2种钢包钢壳外部相同位置点温度来考察绝热板的使用效果。试验与有限元模型计算结果表明，绝热板的应用，显著降低了钢包外壁温度（平均温降达77～83 ℃），并使钢水温降速率减少0.105 ℃/min。

转炉修砌炉是转炉炼钢的重要组成部分，为了满足大型转炉修砌炉需求，在以往常用的转炉简易上修法、简易修炉塔上修法以及从国外引进大型转炉上修法的基础上，改进设计了一套既适应国内钢铁厂的发展现况，又经济而有效的大型转炉上修法。多年的使用效果表明，该型式合理、可靠、经济，自动化程度高，很大地减轻了工人的劳动强度，极大地缩短了修炉时间，同时改善了工人的作业环境。