针对钢液钙处理的钙加入量精准计算问题，对使用经典热力学对钙处理的热力学计算进行了归纳总结，并使用FactSage热力学软件进行了精准钙处理计算。钙处理的主要目的是把钢水中的不可变形的固体夹杂物（特别是Al₂O₃基的夹杂物）变性成可变形的液体夹杂物，特别是可变形的钙铝酸盐。影响喂钙量的主要因素是钢水成分（特别是钢中总氧含量、酸溶铝含量和钢中硫含量）和温度。钙加入钢水后可以生成多种夹杂物，包括CaO·6Al₂O₃、CaO·2Al₂O₃、12CaO·7Al₂O₃、3CaO·Al₂O₃、CaO、CaS。这些化合物中仅仅12CaO·7Al₂O₃和3CaO·Al₂O₃在钢水温度下是液态的，随着钙加入量的增多，往往会出现多种固体夹杂物和多种液体夹杂物共生的状态。钙加入量的原则应该是：保证生成的夹杂物都是液态的，且不生成固态的CaS夹杂物。因此，钙处理存在着一个最低加入量和最高加入量的“液态窗口”问题。钙的最低加入量是为了保证夹杂物是液态的，钙的最高加入量是保证不生成固体的CaS夹杂物。研究也针对某厂LF精炼过程中喂钙铝线（钙铝质量比为1∶1）的精准加入量进行了优化计算。在钢水温度为1 571 ℃的条件下，实现夹杂物“液态窗口”的钢中钙质量分数应该在(22.6～47.4)×10^-6；如果钙铝线实际收得率为30 %，那么喂线长度应该在197～334 m。目前现场喂线长度偏高，为350 m，检测发现喂线后夹杂物中CaO也稍稍偏高。研究结果表明，目前开发的钙处理洁净钢最佳喂钙量的计算可以用于指导实际生产实践。

针对河北钢铁集团唐钢公司长材部65 t转炉冶炼过程中化渣效果差、炉渣返干严重，从而造成氧枪粘渣粘钢严重、喷头侵蚀严重、喷头非正常消耗高的生产问题，对氧枪喷头工艺参数和经济枪龄进行了优化研究。结果表明：优化后的喷头，开吹枪位降低100 mm，过程枪位降低200 mm，喷头前期化渣效果良好；吹氧时间、冶炼周期和氧耗变化不大，可以满足生产要求；一次拉碳钢水磷含量合格率提高11.43 %，终渣w(FeO)降低0.25 %。随着氧枪枪龄的增加，吹氧时间、冶炼周期和造渣料消耗变化不大。枪龄超过200炉后，钢铁料消耗升高4.99 kg/t；枪龄增加50炉，冷料消耗升高0.62 kg/t；枪龄增加100炉，终渣w(FeO)升高1.3 %。综合考虑，65 t转炉经济枪龄为200炉。

针对铝镇静无取向硅钢冶炼过程中钢水、炉渣氧势过高，导致RH终点钢水总氧含量控制不稳定的问题，进行了转炉出钢、RH过程脱氧造渣工艺优化研究。结果表明：RH进站钢水w(O)由原工艺的(400～900)×10^-6稳定在650×10^-6以下，RH脱碳结束钢水w(O)控制在450×10^-6以下；RH进站炉渣w(T.Fe)由原工艺的10 %～25 %降至15 %以下，RH出站渣中w(T.Fe)由2 %～12 %降至3 %以下，RH处理过程炉渣碱度均控制在3.0以上；RH终点w(T.O)由原工艺的(15～30)×10^-6降至15×10^-6以下，钢水洁净度较原工艺显著改善。

针对小方坯连铸机结晶器铜管过钢量低的现象，从结晶器系统总成及工艺因素两方面，分析造成铜管使用寿命低的影响因素。通过对结晶器铜管材质、尺寸、锥度和水缝优化，对冷却水水质、水压和流量改进，降低中间包钢水过热度和适当降低拉速等，优化后铜管的平均过钢量达到7 820 t/支，最高达到9 510 t/支；每月非正常停机次数平均降低10次，节省时间180 min，从而降低了生产成本，确保了生产的稳定运行，增加了企业的经济效益。

针对某厂因辊缝标定偏差引起的辊缝控制精度不理想，铸坯中心偏析1.0级以下比例较低的问题，运用辊缝仪对铸机浇铸前在线辊缝控制精度进行整体检测，分析了实际辊缝与目标辊缝存在偏差的原因。结合铸机辊缝控制系统，指出凝固末端附近扇形段目标辊缝与位移传感器示数补偿值标定不准是轻压下区域辊缝控制精度差的重要原因之一。通过严格执行离线辊缝控制精度的标定程序，板坯连铸在线控制精度得到了明显的改善，可稳定控制在±0.2 mm以内，铸坯内部质量得到明显的提高，中心偏析C类1.0以下级别比例由29.5%提高至92.0%，三角区裂纹消除。

连铸压下技术是一项解决铸坯内部质量的重要技术，基于180 mm×180 mm断面小方坯72A钢种大量单辊重压下（5～20 mm压下量）的结果，讨论了压下裂纹问题。结果表明：相比较于多辊轻压下，单辊重压下导致压下裂纹的可能性更小；就72A钢种，在铸坯中心固相率大于0.3以后的位置进行单辊重压下，铸坯实际变形在16 mm以内未出现裂纹。进一步分析裂纹机理可以发现：单辊重压下的变形量更多作用到了铸坯芯部；当压下在脆性区（ZST到ZDT区间）产生裂纹后，单辊重压下的裂纹向芯部发展，而多辊轻压下的裂纹更倾向于向坯壳方向发展。

为进一步改善高碳钢82A内部质量，在矩形坯180 mm×240 mm连铸机上进行了凝固末端永磁搅拌和电磁搅拌对比工业试验。试验结果表明：永磁搅拌改善高碳钢内部质量效果优于电磁搅拌；永磁搅拌铸坯中心平均碳偏析指数为1.06，而电磁搅拌铸坯中心平均碳偏析指数为1.10；与电磁搅拌相比，永磁搅拌铸坯中心碳偏析指数小于1.05比例增加了40 %，中心疏松0.5级比例增加了50 %，缩孔0级比例增加了20 %。此外，计算表明，永磁搅拌钢水的搅拌速度是电磁搅拌的1.15倍。

考虑不规则夹杂物对针状铁素体形核的影响，建立了基底相、析出相均为正三棱锥形的形核数学模型。通过理论分析发现：可诱发铁素体形核的夹杂物不仅为球形，也可为不规则带有棱角的夹杂物；夹杂物与铁素体之间的润湿角越小，夹杂物越容易诱发针状铁素体形核；基底相侧面顶角ω在75°～120°时，不规则夹杂物易诱发针状铁素体形核。

为提高2 000MPa级以上的超高强度钢生产效率，降低工序成本，形成批量产能，进行了EAF→LF→VD取代VIM-ESR工艺试验。试验结果表明：钢中氧、氮、氢质量分数总和小于50×10-6， A、B、C类夹杂物评级为0级，D类夹杂物评级不大于1.0级。成品钢板经淬火和低温回火后其强度大于2 100 MPa，伸长率大于7 %，与VIM-ESR工艺相当。新工艺的成本降低44 %以上，生产效率得到提高，适合低合金超高强度钢的规模化生产。

为解决钢厂生产SG45VCM钢时常出现的因脱氧工艺不合理造成的Al2O3夹杂物聚集堵塞水口问题，通过热力学计算及试验，研究不同脱氧工艺对钢中非金属夹杂物的影响。热力学计算表明：铝和钛脱氧均可使钢中溶解氧降至较低的水平，铝和钛的脱氧能力远大于硅和锰。2种脱氧工艺终点钢中全氧质量分数相差不大，最低降至7×10-6。新脱氧工艺所形成的夹杂物尺寸较小，各种类夹杂物数量相当，且在钢中分布均匀，可避免原脱氧工艺所形成的纯Al2O3夹杂造成的水口结瘤现象，同时结果表明，钢中铝的存在不利于钛氧化物的形成，钢中钛的存在可以使夹杂物呈均匀弥散分布。

钢水的洁净度对冷轧薄板的表面质量有重要影响。为解决国内某钢厂弧形铸机生产IF钢表面缺陷发生率较高的问题，利用Aspex扫描电镜、LECO TCH600氧氮氢分析仪对某钢厂IF钢中间包钢水及连铸坯的洁净度进行了分析。分析结果表明：该钢厂生产的IF钢中间包钢水w(T.O)=(17.5～35.7)×10-6，洁净度较高，但开浇过程发生的二次氧化造成约60 t钢水不合格；IF钢铸坯中大型夹杂物主要为簇群状的Al2O3夹杂物和“气泡+Al2O3夹杂物”结构，大于50 μm的夹杂物数量为0.29～0.63个/cm2，夹杂物控制水平较高。此外，分析过程中首次在距表层20 mm附近发现了大尺寸“气泡+Al2O3夹杂物”结构的聚集现象，并提出了降低钢液硫含量、适当减少塞棒吹氩量以及优化结晶器流场等改善措施。

为减少超低碳冷轧汽车板表面质量缺陷，对直弧形连铸机生产的超低碳连铸坯沿厚度方向不同深度截取70 mm×80 mm大尺寸金相试样，采用ASPEX explorer自动扫描电镜对大尺寸夹杂物分布特征进行了研究，得到夹杂物的成分、数量、尺寸与分布特征。结果表明，在铸坯w(T.O)降至0.001 2 %时依然存在较多大型夹杂物，绝大多数为簇群状Al2O3，部分伴生有钢液凝固时析出生成的TiN；其余为少数“气泡+Al2O3”夹杂物，其尺寸均在30～100 μm，少数在100 μm以上，这些夹杂物在铸坯厚度1/4处呈现更明显的聚集。

为循环利用不锈钢炼钢过程中带出的除尘灰，解决不锈钢固体废弃物排放带来的环保问题，提出了短流程回收利用铁素体不锈钢除尘灰进行不锈钢电炉发泡造渣冶炼的方法。研制了以铁素体不锈钢除尘灰为主原料的不锈钢电炉发泡剂，开发了不锈钢电炉发泡造渣工艺。在100 t电炉的实际使用中，每炉可回收利用5 t以上的铁素体不锈钢除尘灰，发泡效果良好，基本上可全量回收不锈钢电炉发泡剂中带入的金属铁，并减少电炉冶炼铬损3.85 %。

为高效回收不锈钢粉尘中的铬元素，进行不锈钢粉尘块中配加碳、硅铁和铝作为还原剂的实验室研究。研究结果表明：用单一碳作还原剂，碳氧物质的量比为1.0时能获得较好的渣金分离效果，碱度为1.17时残渣中铬含量最小。在配碳的基础上添加硅铁，铬的收得率可达96.39 %，且渣中铬残余含量低于0.48 %；配碳的基础上添加铝，铬收得率为93.36 %。

为促进钢渣在水泥混凝土中的应用，通过X 射线衍射分析、水化产物化学结合水量的测定、强度测试、粒度分析等方法研究了转炉钢渣的胶凝特性，并研究了钢渣细度对胶凝性能的影响。结果表明：纯钢渣与水拌合后可缓慢硬化，但钢渣的胶凝性能很弱；水泥和钢渣的水化过程相似，钢渣在早期的水化速率远低于水泥，但在后期尤其是养护90 d后钢渣的水化速率高于水泥；增大比表面积可以提高钢渣的早期水化率，同时其后期水化率一定程度上增大，养护90 d后其水化率降低，180 d后不同比表面积的水化程度接近。