气-固喷射技术改变了传统冶金物料加入方法，粉气流通常以高速射流的形式射入熔池内部，不仅能够高效供给冶金反应介质，也可以大幅度强化熔池搅拌，为冶炼创造良好的热力学、动力学条件。建立了气-固混合喷射数值模拟模型，通过气-固混合喷射冷态试验进行验证；分析了炼钢过程气-固混合喷射的动力学特性。结果表明，采用气-固混合可有效提高射流核心段长度，降低气流速度的衰减。同时，喷粉速率的增大会导致气-固混合射流的粉气流速度逐步降低，射流核心段长度增加，且射流后半段粉气流速度衰减速度降低；粉剂粒度的增加会导致喷嘴出口气体速度最大值增加，粉粒的最大速度降低，射流核心段气体速度与粉剂速度间的差距加大。

介绍了某钢厂采用底吹CO₂工艺，转炉冶炼CSP中低碳钢过程的变化，探究底吹CO₂的工艺优势，为后续工艺优化提供借鉴。通过在120t顶底复吹转炉进行底吹CO₂工艺试验研究，分析了底吹CO₂对钢水成分、炉渣成分、氧气消耗、钢中氮氧含量的影响。试验结果表明：底吹CO₂工艺替代常规工艺切实可行，且有明显的工艺优势。底吹CO₂吨钢耗量0.97m³/t，终点碳质量分数大于0.08%时，终点锰质量分数提高0.05%以上，渣中氧化铁质量分数降低1.17%以上，氧气单耗下降4m³/t，同时终点氮、氧含量有所下降。上述效果随着终点碳质量分数下降呈减弱趋势，当碳质量分数小于0.055%时，与常规工艺趋于一致。

基于转炉出钢过程回磷机理分析与控制措施，通过现场取样、数据采集、模拟试验及利用FactSage软件分析了转炉冶炼过程脱磷机理，研究探讨了渣中FeO含量、TiO2含量、SiO2含量、终点温度、熔渣碱度、底吹搅拌对脱磷的影响。研究结果表明，结合首钢水城钢铁集团公司生产实践，控制终点温度在1630~1645℃、终渣FeO质量分数低于15%、SiO2质量分数为13.4%、碱度为3.5时，可促进富磷相C2S的生成和稳定存在，使脱磷率达84.42%及以上。同时，可高效控制熔渣含Ti量对熔渣脱磷效果的影响。维护较好的底吹效果可促进化渣，有效控制冶炼前期渣-钢界面温度在合适范围以促进脱磷，但较好的控制前期脱磷反应与脱碳反应的进行还存在一定技术难度。

基于河钢集团唐钢公司150t转炉含钛铁水冶炼实绩，采用冶金热力学分析和现场试验相结合的方法，研究了含钛铁水转炉造渣冶炼及其预处理喷氮预脱钛行为。研究结果表明：铁水钛的质量分数在0.12%以下时，转炉采用单渣法冶炼，可控制喷溅。向含钛铁水中喷吹氮气，促使氮化钛类物质析出，从而降低铁水钛含量的方法可行。铁水氮含量越高、温度越低，越有利于铁水脱钛反应的进行。平衡条件下，铁水温度和钛的质量分数分别控制在1573K和0.12%时，铁水中平衡溶解氮的质量分数在13×10^-6；铁水预处理喷氮气预脱钛，其脱钛率在20%左右。

研究了低氧高碳铬轴承钢在LF-VD精炼时洁净度与夹杂物类型、数量、尺寸等特征的变化规律，并关注了个别大尺寸夹杂物。试验中采用了二元碱度约为7、Al₂O₃质量分数约30%的高碱度高Al₂O₃精炼渣。LF精炼前期和中期钢中夹杂物主要为Al₂O₃和MgO-Al₂O₃：由于与钢液润湿性较差能够较好地去除，数量密度由LF前期的11.3~15.4个/mm²减小至LF中期的4.3~6.7个/mm²，w(T.O)由0.001 2%~0.001 4%相应地降低至0.000 6%~0.001 4%；LF后期钢中夹杂物主要高熔点的钙镁铝酸盐，w(T.O)约0.000 6%~0.001 0 %。经过VD真空精炼后，夹杂物转变为低熔点的钙镁铝酸盐，数量密度由LF结束时的3.4~4.3个/mm²减少为1.2~2.5个/mm²，w(T.O)降低至0.000 4%~0.000 5%。软吹过程中，夹杂物平均尺寸略有增加，反映夹杂物之间发生了碰撞、长大，但夹杂物的数量密度维持在1.3~3.0个/mm²。特别地，LF结束、VD结束、软搅拌结束时，自动扫描电镜下检测到的夹杂物的最大尺寸分别为36，16，48μm。

为了探索国内某钢厂GCr15轴承钢LF精炼过程中夹杂物的存在形式及形成机理，针对LF精炼过程进行了系统取样，利用ASPEX自动扫描电镜并结合FE-SEM，研究分析了LF精炼过程中夹杂物的演变过程。研究发现，GCr15轴承钢LF精炼开始稳定时，非金属夹杂物主要为Al₂O₃类夹杂物，到LF精炼终点逐渐演变成近似球形的D类夹杂物。D夹杂物的主要存在形式为Al-Mg-Ca-(S)类复合夹杂物，其次为少部分被CaS包裹的镁铝尖晶石类夹杂物。根据FE-SEM面扫描分析结果，Al-Mg-Ca-(S)类复合夹杂物存在两种形式，一种为CaS包裹的中心均匀分布的CaO-MgO-Al₂O₃夹杂；另一种中心为MgO·Al₂O₃夹杂，外围被CaO-Al₂O₃夹杂包裹，彼此界面清晰。同时，提出了精炼终点D类夹杂物的形成机理。

通过对低碳低硅钢炼钢过程碳氧平衡进行系统计算，结合RH轻处理工艺要求，详细分析了过程碳、氧含量的控制要点，结果表明：CO分压对碳氧积的影响比钢水温度更加显著；RH生产超低碳钢时要求极限真空度和较高的平衡氧含量；RH轻处理生产低碳低硅钢的适宜条件是进站初始碳质量分数0.03%~0.04%、初始氧质量分数0.04%~0.05%、真空度5kPa，研究规律在生产中得到了应用与验证。

对凝固钩的形成机理与控制技术进行了文献综述。凝固钩的研究方法主要有金相观察法和数值模拟法，两者共同加深了对凝固钩形成机理的认识。在铸坯宽面中心、宽面和窄面边缘处凝固钩平均长度要大于其他部位，凝固钩尺寸随着振痕深度的增加而增大。凝固钩的平均长度随钢中C含量的降低而增大，超低碳钢和低碳钢中凝固钩问题尤为突出。减小凝固钩尺寸的连铸工艺措施有：提高浇铸温度和连铸拉速，采用放热型保护渣、减小保护渣导热系数、适当增大黏度，采用高频小振幅、非正弦振动波形，采用电磁搅拌或电磁制动等。

针对某厂连铸板坯裂纹频繁出现的问题，结合连铸机的喷嘴布置特点，在测试分析铸机喷嘴的喷淋冷却特性的基础上，以Q235G为对象，考虑板坯宽度方向二冷水流密度分布状态，采用数值仿真方法模拟计算了200mm×1350mm连铸坯的凝固壳生长形貌及铸坯表面内弧温度分布。研究表明：板坯铸机二冷前期足辊段与零段原喷嘴布置及水流密度分布不合理，提出了调整喷嘴靶距改善板坯宽度方向冷却强度分布均匀性的解决方案，实现了凝固坯壳的均匀生长和温度的均匀分布，有效减少了铸坯裂纹。

采用正交试验法建立1:2.5水力学模型，选取L₁₂（2²×3¹）混合正交表设计12组水模试验方案，对水模试验结果进行极差分析，分析挡墙类型、挡墙导孔孔径和挡墙导孔倾角对中间包流场特性的影响大小，并找出合理的控流装置配置。结果表明，挡墙导流孔倾角对中间包流场特性影响最大，其次是导流孔孔径和挡墙类型。采用Y型挡墙，挡墙导孔孔径26 mm，开孔角度为10°/10°对优化中间包内流场效果最好。优化后与原型中间包相比，平均停留时间延长149 s，死区比例降低15.7 %，各流水口流动均匀性得到改善，采用数值模拟对中间包温度场进行模拟，优化方案中间包内的最大温差仅为1 K与原型相比明显降低。

对国内某钢厂模铸车轴钢EA1N的全流程夹杂物演化规律进行了分析，并结合规律对工艺进行了针对性改进，在现场实施后取得了较好的效果。夹杂物分析表明：在原工艺下，LF出站后的夹杂物中CaO含量明显增加，同时夹杂物中还出现了MnO、SiO₂，推测熔渣直接卷入是LF过程中夹杂物形成的原因之一；在浇注过程中钢液中再次形成了大尺寸的脱氧产物，并一直滞留在钢材中；通过无水电解的方法，在各个工序中均能发现尺寸超过50μm的大尺寸夹杂物。在新工艺中，提高精炼渣吸收Al₂O₃夹杂物的能力，精确控制铝含量，浇注过程全程氩封，禁止测温与取样操作，避免二次氧化，使得钢材洁净度与加工合格率大大改善。