在首钢京唐钢铁联合有限责任公司“全三脱”铁水少渣冶炼工艺过程中，通过对生产历史数据影响钢水氮含量影响因素进行分析，结果表明：转炉顶枪漏氮对钢水增氮有很大影响；采用硅铁作为提温剂可以有效控制钢水w(N)在12×10-6左右；脱碳转炉采用全程底吹氩钢水w(N)可以降低3.3×10-6；转炉熔池内w(C)=0.3 %～0.4 %时加入矿石可有效降低钢水氮含量；转炉后吹以及出钢时间越长钢中氮含量越高；采取优化措施后，脱碳转炉出钢后可稳定控制钢包内钢水w(N)≤15×10-6，达到了冶炼低氮钢的控制要求。

结合理论和首钢股份公司迁安钢铁公司生产实践情况，根据RH脱碳原理和现场生产数据，将RH脱碳过程分为快速脱碳、慢速脱碳、脱碳基本停滞3个阶段，研究了真空压力、提升气体流量、吹氧及废钢合金加入时机、浸渍管插入深度、热弯管粘渣等因素对脱碳的影响，强调了RH真空设备功能精度管控的重要性，提出了预抽真空使用可大大提高脱碳速率，提升气体流量宜采用先低后高的控制模式，热弯管定期清渣可增加通道内径提高排气速率等。首钢股份公司迁安钢铁公司通过在极低碳钢生产过程中不断优化，极低碳钢的炼成率已从最初的不足50 %提高到90 %以上，平均RH结束钢水w(C)在0.001 ％以下。

通过对20Mn2钢原有工艺的取样与现场数据分析，得出提高20Mn2钢洁净度的关键环节，包括转炉终点控制、精炼造渣、钙处理3方面。结合热力学的理论分析，得出3个环节的优化方案，分别包括转炉炉后控制过氧化现象，提高转炉终点w(C)≥0.08 %，并且控制终点w(P)≤0.015 %；炉后加入铝矾土与调节石灰加入量对精炼渣进行改质，使渣系成分落在w(CaO)=50 %～60 %，w(Al2O3)=20 %～40 %，w(SiO2)=5 %～10 %，w(MgO)=5 %；控制钙处理环节二次氧化，并将钙线的喂入长度控制在145～216 m。对优化工艺进行工业试验得出，连浇炉数由5.9炉升高至14炉，钢中氧含量明显下降，夹杂物数量与尺寸减小。

介绍了首钢股份公司迁安钢铁公司在冶炼超低碳超低硫钢过程中工艺、操作等方面的经验，并试验对比低硫钢和超低硫钢对硫含量的控制，得出了硫含量的控制工艺路线，成品w(S)≤0.003 5 %的过程能力指数由0.85提高至1.13。通过铁水预处理、转炉主副原料控制、生产计划优化、出钢渣洗、RH脱硫等措施可将低硫钢种90 %板坯成品w(S)控制在0.003 %以内，与低硫钢种RH工序前均采取相同工艺的前提下，不同的是在RH合金化后，加入脱硫剂将钢液w(S)从0.002 6 %降低至0.001 4 %，最终超低硫钢成品w(S)全部控制在0.002 %以内。

依据相似原理利用水模型试验测定了20 t 3流T形中间包不同试验方案下的RTD曲线，通过分析各方案的RTD曲线和混合模型计算结果，得出中间包挡墙最佳优化方案；优化后中间包钢液混匀时间由近250 s降低至约100 s，平均停留时间由500 s以上提高到1 000 s以上，包内死区体积比由近60 %降至约20 %，实测各流钢液温度差由5.33 ℃降至1.17 ℃，50 μm以上铸坯大型夹杂物均不超过6.5 mg/10 kg；钢中小粒径夹杂物尺寸基本不超过6 μm。生产实践表明，中间包新挡墙设置有利于均匀钢液温度以及增大夹杂物碰撞上浮去除的几率。

从410不锈钢表面纵裂形成的机理出发，通过采取优化钢水成分、调整结晶器水流量、优化保护渣理化性能和拉速等工艺措施，410不锈钢小方坯表面纵裂得到了有效的控制，且基本上杜绝了漏钢等生产事故的发生。铸坯的表面质量得到了大幅度的提升，铸坯表面纵裂发生率由11.24 %降为2.18 %，铸坯的修磨率降低了3.4 %。

为实现Q235钢种节能降本的目的，分析了该钢种原工艺的冶炼特点，通过铝、硅、锰复合脱氧的热力学计算，提出了“转炉出钢加硅、锰和少量铝弱脱氧+LF补铝终脱氧”的2步脱氧工艺。经Thermo-Calc热力学软件计算整个体系的平衡状态，精炼结束钢水中的氧含量（w(O)=1×10-6）和硫含量（w(S)=1.5×10-6）均达到钢种要求，理论上验证了新工艺的可行。经180 t LF试生产，精炼结束钢水w(Alt)=0.004 %～0.015 %，w(T.O)=(20～35)×10-6，w（S）<0.012 %，满足工艺要求，钢水浇铸性能良好，脱氧成本可降低4.2元/t。

进行了钙处理变性含硫非调质钢中夹杂物的工业试验，通过SEM+EDS定性研究钢中夹杂物类型随工序的变化，得到钙处理对夹杂物演变的影响。针对硫化物夹杂的形态控制，用牛津INCA 能谱仪Feature工具的自动扫描夹杂物功能定量分析钙处理前后钢中硫化物夹杂的类型、数量和尺寸的变化。研究结果表明，钙处理能够增加钢中复合硫化物数量，尤其是含钙复合硫化物，从而有利于降低轧材中长条状硫化物的比例，形成较多的球状或纺锤状硫化物，改善钢材的各向异性。进一步分析钙处理改性硫化物的作用机理，在不影响钢材机械性能前提下，钙处理适当降低钢液洁净度有利于含硫非调质钢中硫化物的形态控制，工业生产中采用钙处理的方法来进行硫化物的形态控制是可行的。

对比分析了生产低碳铝镇静钢采用RH两种不同处理模式的工艺特点和洁净度差异，结果表明：工艺路线1的RH到站渣中w(T.Fe+MnO)=5 %～12 %，而工艺路线2的RH到站渣中w(T.Fe+MnO)稳定控制在2 %以内，工艺路线1精炼 过程中w(Als)损失较工艺路线2高约54×10-6；工艺2夹杂物有效去除时间平均为64 min高于工艺路线1的 45 min；工艺路线1结晶器钢水w(T.O)较工艺路线2高13×10-6，工艺路线1结晶器钢液中的夹杂物分布面积比高于 工艺路线2，同时工艺路线1钢水样中，尺寸在5 μm以上的夹杂物占10.6 %，高于工艺路线2的3.6 %。针对不同RH精炼工艺分别提出了相应的优化措施。

以某钢厂4流对称360 mm×480 mm方坯连铸中间包为研究原型，采用1∶3水模型试验和数值模拟相结合的方法研究不同控流装置对中间包内流场的影响，并得到最优的挡墙结构。结果表明，在中间包未添加控流装置时，2个水口停留时间很小，死区比例达到50.09 %；采用优化后的Y型挡墙后，活塞区比例增大了14.22 %，死区比例减小了32.49 %，2个水口停留时间标准差较小。通过现场试验发现：中间包优化后，钢水w(T.O)降低45.61 %，夹杂物总量从改造前的0.46 mg/kg降低到0.17mg/kg。

采用金相分析法对有无电磁搅拌工艺IF钢板坯表层大于50 μm的气泡分布规律进行了统计研究。结果显示，在2种工艺下，气泡以聚集带的形式集中于距离铸坯表面一定的位置，但是在有电磁搅拌工艺时，气泡分布不存在明显的关于宽面中线的对称性。通过对结晶器内流场的模拟分析，揭示出2种工艺的差别主要在于结晶器电磁搅拌改善了水口冲击区流场的分布，有电磁搅拌时，水口冲击区具有较平稳的横向流，有利于气泡的去除，而无结晶器电磁搅拌时，结晶器宽面1/4位置存在较大的纵向旋流区，使得气泡在这一区域聚集且易被捕捉。通过试验与模拟相结合的研究手段，研究了电磁搅拌对铸坯表层气泡的影响规律，对于汽车板用坯料洁净度的控制具有重要的意义。

通过Abaqus/Explict建立方坯轻压下热力耦合模型，并通过凝固相变模型计算裂纹敏感性温度区间，研究内裂纹形成机理，得到了轻压下过程方坯温度分布、应力应变状态，分析了轻压下过程中脆性温度区内裂纹与等效塑性应变、最大主应力的关系。研究结果表明，脆性温度区内应变超过临界应变或存在拉应力时内裂纹开始萌生，脆性温度区拉应力是造成裂纹形成的最要因素，分析结果为优化轻压下工艺提供参考，可以优化铸坯轻压下的变形分布，提高铸坯内部质量。

采用真空感应炉冶炼AlSiMnTi复合脱氧的低硫微合金钢，通过热力学计算对钢液凝固过程中MnS析出规律进行分析，运用带X射线能谱分析仪的场发射扫描电镜对夹杂物形貌、尺寸和成分以及MnS在复合氧化物上的析出形态进行分析。结果表明：MnS的析出主要受液相中Mn、S含量和液相温度控制。Mn-Si，Mn-Ti，Al-Mn-Ti，Al-Mn-Si复合氧化物都能作MnS析出的核心，MnS在硅锰氧化物表面呈镶嵌状析出，在钛锰氧化物表面呈包裹状析出， 还可溶解在铝钛锰和铝硅锰氧化物的内部。诱发IGF形核的复合夹杂物尺寸为2～3 μm。

分析了影响RH浸渍管镁铬砖侵蚀速率的因素，采取了控制驱动气体流量、制定烘烤火焰标准、改变合金加入方式和提高浸渍管利用率等，使RH浸渍管正常情况下的使用炉次由78炉增加到了86炉，增加了10.25 %，有效地降低了炼钢成本。

由于电炉不锈钢的冶炼工序特点，渣中铬含量较高，存在Cr6+浸出风险。在电炉不锈钢冶炼末期，利用硅热法对渣液层进行在线还原解毒，可有效降低渣中重金属氧化物含量，渣中w(Cr2O3)从6.10 %降至0.79 %，还原解毒率最大可达到87.1 %。解毒后电炉渣中作为Cr6+主要赋存相的钙铬石(CaCrO4)消失。经毒性浸出检测，其总铬浸出量降至0.08mg/L，Cr6+浸出量降至0.01mg/L以下，均明显低于国家堆存限值和利用限值，可实现不锈钢EAF渣的安全排放及后续资源化利用。

钢液中微小夹杂物在连铸节奏时间内通过浮力自然上浮难以去除，利用高速流动的钢液将气体打碎成小气泡是去除钢液中微小夹杂物的一种可选措施。综述了钢包长水口内小气泡形成的研究现状及存在的问题，并利用化工领域对气泡在湍流液体中破碎与合并的相关研究成果，将其用于分析长水口内小气泡的形成过程。指出了最初气泡在长水口内高湍流区停留时间短是制约长水口内小气泡形成的主要因素，并对长水口内小气泡形成的控制方法进行了展望。

针对LF精炼废渣带来的堆放占地和环境污染日益突出等问题，开展精炼废渣资源循环利用的研究对于环境保护和钢铁企业的节能减排具有重要意义。综述了前人在LF精炼废渣资源循环利用方面所做的工作，分析了LF精炼废渣资源循环利用所存在的问题，提出脱硫是今后精炼废渣循环利用研究的关键，并指出LF精炼渣中含有大量的有益组分，只要脱除渣中的硫等有害元素，LF精炼渣就可以得到循环利用。国内外学者对脱除LF精炼渣中硫进行了大量研究，并取得了许多成果，促进了LF精炼渣循环利用，对实现节能减排有重要的意义。