利用水模型研究了KR法铁水脱硫过程铁水的流动现象，利用粒子图像测速（PIV）技术研究了搅拌桨转速和浸入深度对铁水包内平均速度场和湍动能的影响。铁水包内的流场是典型上下双环流。随着搅拌桨转速从110 r/min增加到210 r/min，铁水包内速度和湍动能空间分布特征没有发生明显的变化，但是最大速度从0.15 m/s增加到0.3 m/s，湍动能从0.01 m²/s²增加到0.035m²/s²。随着搅拌桨浸入深度的改变，速度和湍动能的空间分布发生了明显的变化，但是速度和湍动能的大小没有发生明显变化。

随着废钢供给增加和节能环保要求日趋严格，行业对高效低耗转炉大废钢比技术需求日益迫切。目前国内转炉高废钢比技术方案缺少系统性，且转炉废钢比一般不超过35 %。系统性的转炉大废钢比技术应围绕废钢如何入炉和能量如何补偿两个角度开展研究。废钢预热和炉内碳质高效燃烧是进一步提升废钢比的关键技术。结合碳氧燃烧反应理论及已有实践，结果表明：通过提升炉内碳氧反应二次燃烧率及燃烧向熔池的传热效率，相比传统的转炉顶吹技术，此时用于加热熔池的碳氧反应放热可提升88.3 %以上。

为更好地研究低温、低硅铁水的脱磷规律，在马鞍山钢铁股份有限公司70 t转炉现场进行试验，发现前期成渣速度较慢、中期炉渣返干导致脱磷反应受限，一倒脱磷率较低。现场优化通过改善加料方式及枪位控制，使得吹炼3 min时渣中w(FeO)由10.46 %提高至24.70 %，加强了脱磷反应，达到全程化渣及脱磷的目的。优化后的低温、低硅铁水冶炼使得现场一倒脱磷率由72.1%提高至86.6 %，一倒出钢率由68.4 %提高至74.3 %，钢铁料消耗和氧枪枪龄等技术指标也得到改善，为现场的快节奏生产和节能降本提供了支持。

介绍了基于副枪不等样出钢工艺，以热力学分析为基础，结合大数据统计分析，研究了副枪测量的参数和钢水磷含量之间的关系。结果表明，主吹磷含量随主吹温度呈线性增加。随着主吹碳含量的增加，主吹磷含量增加，当主吹w(C)>0.40 %时，主吹磷含量增加不再明显。终点磷含量随终点温度的增加而增加。随着终点氧含量的增加，终点磷含量降低，当终点钢水w(O)>500×10^-6时，终点磷含量降低不再明显。终点温度高于1 685 ℃或者终点钢水w(O)<300×10^-6时，终点磷含量波动大。工艺实践表明，当主吹温度或者碳含量高时，辅吹适当调整，避免终点氧含量过低或者终点温度过高，可有效减少高磷出钢的发生，能够满足转炉对脱磷效果的要求。该工艺为缩短冶炼周期，降低炼钢工序能耗和耐材消耗提供了一个重要途径。

高能耗、高污染的钢铁企业影响环境的可持续发展，开发清洁能源、推动绿色经济是冶金行业发展之路。南京钢铁股份有限公司依据自身铁水条件，试验开发了锰基高效复合造渣材料，实现了清洁生产。通过试验发现，当铁水锰硅比0.8～1.0时，转炉脱磷率达到90 %以上，脱磷稳定性最佳；炉渣w(MnO)达到3.5 %时，炉渣熔解性最好，炉次供氧量最低；终渣w(FeO)=20 %～22 %、终渣w(MnO)=3.0 %～3.5 %时炉渣脱磷效率最佳，合理使用锰基高效复合造渣材料可使终点钢水平均残锰质量分数由0.050 %增加至0.092 %。高效复合造渣材料的使用，提高了转炉冶炼的稳定性，减少了烟尘排放，降低了冶炼生产成本，提高了企业的综合竞争力。

设计了一套浸没式顶吹试验装置对水、液压油和甘油中气泡运动形态进行追踪。分别研究了浸没式顶吹的不同喷吹流量（0.5、1.0、1.5、2.0 m³/h）、喷管不同浸入深度（130、200、270、340 mm）工况下，利用VOF模型对液体中气泡的形变、运动及液面隆起高度特性进行了分析，数值模拟与试验结果吻合良好。结果表明：不同液体黏度造成液面波动程度差异显著，随喷吹流量和浸入深度增大，液面隆起高度增大，且三种液体中水的隆起高度最大，浸入深度较喷吹流量的影响更大；相同喷吹条件下，水、液压油和甘油的液面流动速率依次减小，甘油中参考速度增幅最明显，但喷吹稳定时间增幅最小。

对超低碳铝脱氧IF钢连铸过程中间包钢液和连铸坯中的非金属夹杂物进行了扫描电子显微镜能量色散光谱仪分析，并结合相关的热力学计算，分析连铸过程钢中夹杂物演变及其原因。连铸过程钢中夹杂物的成分主要是钛和铝的化合物，平均占比为98 %。中间包钢液中夹杂物以Al₂O₃和Al₂O₃-TiO_x为主，连铸坯中夹杂物以Al₂O₃、Al₂O₃-TiN和TiN为主。在连铸过程中，由于在浸入式水口上结瘤和被结晶器保护渣吸收，钢液中Al₂O₃和Al₂O₃-TiO_x显著减少。随着温度降低，在固液两相区和固相区会析出大量TiN，最终TiN成为连铸坯中主要的夹杂物。采用热力学软件计算了钢冷却和凝固过程中夹杂物的转变，并与检测的结果相对比。结合Scheil方程的计算结果表明，凝固固相分数大于0.58时，凝固前沿固相中有TiN析出；凝固固相分数大于0.83时，凝固前沿钢液中开始析出TiN。连铸坯中夹杂物以TiN为主，占比为86 %，而以Al₂O₃为核心析出的TiN较少，占比为8 %。

介绍了江苏永钢集团有限公司采用“110 t电炉→LF精炼→VD精炼→连铸”工艺生产优特钢时，钢包长水口对钢水增氮情况的影响。通过对长水口内腔结构优化，增加钢包下水口与长水口之间的接触，提高密封性能，同时改进水口材质。与原长水口对比，采用改进优化后的长水口，在相同条件下，钢水增氮质量分数由5.8×10^-6降低到1.2×10^-6 ，长水口结构优化达到了预期效果。

对超低碳电池壳冷冲压“砂眼”缺陷的冶金原因进行了分析，扫描电镜下发现缺陷部位和周围的钢基体中存在较多Al₂O₃颗粒，推测“砂眼”为大型Al₂O₃夹杂物在钢基体冲压变形中破碎所导致。因此，对超低碳电池壳钢的冶炼过程和连铸坯进行了系统取样分析。结果表明，RH精炼过程炉渣改质处理后，渣中w(FeO)=11.12 %，而浇铸结束后钢包顶渣w(FeO)=5.85 %，说明浇铸中氧化性炉渣对钢液存在持续的二次氧化。相应的，RH精炼结束后钢液静置10 min时，夹杂物数量密度由28.1个/mm²减小至10.5个/mm²，w(T.O)、w(N)分别由43.4×10^-6、32×10^-6降低至29.6×10^-6、28.5×10^-6；在浇铸前期，中间包内钢水夹杂物数量密度从10.5个/mm²增加至45.2个/mm²，w(T.O)、w(N)分别由29.6×10^-6、28.5×10^-6增加至57.8×10^-6、56.1×10^-6，钢中w(Al_s)降低220×10^-6。热力学计算表明，为减少钢中大型Al₂O₃，降低电池壳中“砂眼”缺陷发生率，钢包渣中w(FeO)应降低至5 %以下。

利用扫描电镜分析得出SCX400车轮钢中大尺寸非金属夹杂物主要成分为CaO-MgO-Al₂O₃，其形成的主要原因是在精炼过程中大尺寸夹杂物没有充分上浮，板卷中存在的低熔点夹杂物在轧制过程中经过变形拉长形成点链状大尺寸夹杂物。采取的工艺优化措施为控制精炼工序RH处理前的夹杂物为易上浮的Al₂O₃、MgO-Al₂O₃或低变性的高熔点CaO-MgO-Al₂O₃；控制板卷中的夹杂物为Al₂O₃-MgO-CaS系高熔点夹杂物。工艺优化后板卷中夹杂物主要是心部为Al₂O₃或Al₂O₃-CaO、外圈为CaS的复合夹杂物，在轧制过程未发生明显变形；产品出厂检验过程中夹杂物的初检合格率由优化前的90 %提高至95.4 %，开裂率降至0.5 %～1.0 %，车轮疲劳寿命达到100万次以上。

Mg处理船体钢具有优秀的大线能量焊接性能，而钢中粒子稳定的钉扎作用是其防止晶粒粗化的关键。为确定高温条件下Mg处理DH36船体钢中钉扎粒子的作用行为，设计了高温共聚焦试验和焊接热模拟试验。结果表明，当温度低于1 170 ℃时，钢中起钉扎作用的粒子主要为小尺寸的Ti、Nb星型复合粒子和TiN粒子；当温度进一步升高、高温作用时间进一步延长时，Ti、Nb复合粒子固溶失效，导致奥氏体晶粒尺寸由5 μm粗化到50～60 μm，此时防止晶粒进一步粗化的钉扎粒子主要为Mg、Ti复合粒子，而复合粒子的稳定性则取决于钢中[Mg]含量。

通过对钢包耐材消耗、钢结构重量、投资、钢包散热、运行成本、冶金效果等多个方面，对比了两种80 t钢包的优缺点，论述了80 t钢包在包内钢水熔池直径与熔池深度的比值接近1时，具有如下优势：1）钢包设备重量轻，设备投资可节省(52～62.4)万元；2）耐材消耗低，年可节省6.8万元；3）运行成本低，年可节省25万元；4）钢包散热少，能耗低，年可节省42.1万元；5）可以减少钢水的死区，有利于除去夹杂物；6）可减少涡流卷渣，提高钢水的纯净度。