对前人开发的低硅钢种控硅脱硫技术的最新进展进行了总结。通过控硅热力学分析，明确了为达到目标Si含量，钢液中Al和Ca的控制目标含量。为防止脱硫过程中回硅，应重点控制转炉下渣量、脱硫LF精炼时间、LF进站铝含量，采用合适的渣系，还应控制钢液中钙含量。由于脱硫要求增加吹氩量以强化钢渣间界面反应，但控硅要求吹氩量不宜过大，所以存在最佳吹氩量。为提高脱硫率，应采用碱度为5.0~8.0的精炼渣，还应控制钢水温度高于1 565 ℃。

采用欧拉双流体模型和群体平衡模型(PBM)，考虑气泡的破碎与聚并，建立了转炉底吹的三维空气水的数学模型。对文献中的水模试验进行模拟，对比试验值与计算值，结果表明此模型能较好地预测转炉内的流场分布。进一步耦合Multifluid VOF模型，使其对两相区、相界面结构和气柱长度的计算更加精确。对典型入口流量下气液两相流动及喷嘴处气柱形态进行模拟研究，结果表明随底吹气体流量增大，气柱长度增大，且增大幅度逐渐减缓。底吹流量为20、60、100、150、200 L/min时，气含率大于50 %的气柱长度分别为35.99、52.75、65.27、75.16、81.07 mm。最终对工业转炉吹气搅拌过程进行模拟计算，证明此模型计算工业转炉气液运动和气柱长度的可行性。

转炉底吹的布置和流量控制对转炉熔池混匀的影响至关重要，是决定碳氧反应、脱磷反应的动力学条件。为了给国内某钢厂120 t转炉的底吹供气元件布置方式提供理论依据，通过水模试验，研究了不同底吹布置方案及底吹流量对熔池搅拌均匀混合时间的影响，为确定最优底枪布置方式提供参考。结果表明，在保持其他参数一致的条件下，转炉底吹采用环形布置，底枪夹角为40°、底吹半径R=0.55D的混匀效果较好；通过比较发现，非对称布置混匀效果要优于环形对称布置。实际应用过程中，若考虑对炉龄的影响，建议选择环形对称布置方式（夹角40°、R=0.55D）；若忽略对炉龄的影响，建议选择非对称布置方式。

基于某公司具有LOMAS 烟气分析自动化炼钢系统的100 t 复吹转炉冶炼IF钢工业生产数据，分析了冶炼终点[%C][%O]、[%C](%FeO)与[%C]的关系，结果显示[%C][%O]、[%C](%FeO)与[%C]^1/2线性关系显著。计算了吹炼终点的磷容量C_PO实，并与Turkdogan提出的半经验公式计算的磷容量C_PO算进行了对比分析，探讨了C_PO实大于C_PO算原因是终渣处于过氧化状态。分析了C_PO实和C_PO算二者差值与[10^-6 O]/(%FeO)的关系，结果显示二者线性关系显著。根据分析结果构建了转炉冶炼IF钢吹炼终点磷分配比预测模型，模型包含了吹炼终点温度T、终点[%C]、终渣(%CaO)和(%MgO)等因素，构建的磷分配比预测模型很好地重现了生产数据。

为了实现低氮钢种的稳定生产，基于氮溶解热力学和动力学理论，在结合某厂生产实践的基础上，分析了LF精炼过程中电弧特性、渣层厚度、埋弧程度、吹氩流量以及原辅料含氮质量分数对钢水增氮的影响。通过采取回收连铸热态铸余钢渣、合理选择加热过程电极档位；精确控制氩气流量、减少钢水裸露；严格控制原辅料中氮质量分数、使用优质增碳剂替代普通增碳剂、优选转炉入炉废钢等措施，钢水增氮质量分数分别从优化前的0.001 44 %、0.001 15 %、0.001 35 %降低至0.000 52 %、0.000 49 %、0.000 11 %，精炼过程钢水总增氮质量分数由优化前0.003 94 %降低到0.001 12 %，LF终点氮质量分数可控制在0.004 50 %以内。

气幕挡墙技术是改善钢液洁净度的重要方法，吹入的气泡不仅可以改善中间包流场，还可以黏附去除夹杂物，大大提高夹杂物的去除率。采用EulerLagrangeLagrange方法来研究钢液、气泡和夹杂物三相交互作用行为，该模型考虑了钢液与气泡、钢液与夹杂物、气泡与夹杂物之间的相互作用。在正常连铸条件下，研究了气泡黏附与吹气量对不同粒径夹杂物去除的影响。模拟结果表明，考虑气泡黏附的夹杂物去除率比不考虑黏附去除提高了19.12 %~28.94 %，气泡黏附夹杂物是去除夹杂物的重要方式之一，在气幕挡墙的研究中不可忽略。在本研究的吹气范围内，夹杂物的上浮去除率和黏附去除率都随着吹气量的增加而增大。与传统的挡墙挡坝中间包相比，使用气幕挡墙取代传统挡坝更有利于夹杂物的去除。

针对薄板坯漏斗型结晶器内，漏斗区坯壳受到挤压形状变化，铸坯表面裂纹发生机率极大增加的问题。基于节点温度继承和接触算法，建立了一种新的薄板坯漏斗型结晶器内的三维应力分析模型，解析了FTSC结晶器内铸坯的传热和形变行为。结果表明：高拉速条件下，漏斗过渡区的坯壳在结晶器上部呈现向平行区偏移趋势，并随着坯壳向下行至结晶器中部开始反向移动。在拉速为4.0~6.0m/min的条件下，随着拉速的增加，坯壳向漏斗区方向位移量减小，位移方向偏转的转折点由结晶器液面下300 mm下降至600 mm处；在结晶器出口处，坯壳宽面中心、窄面中心及角部的温度上升明显；坯壳厚度减薄；角部气隙的厚度减薄，坯壳第一主应力增加。针对位移形变，通过补偿角部延展的形变空间设计新的窄面铜板应用于生产，铸坯角部裂纹的比例由21.3%下降到0.5%。

针对影响提高扇形段在线辊缝控制精度的问题，分析对比了扇形段的主要几种结构型式及存在的不足，研发出了具有自主知识产权的无间隙辊缝调节扇形段，并在多台板坯连铸机上成功运用。对于扇形段刚度引起的辊缝控制偏差，基于仿真分析与样机测试相结合的方法，获得了扇形段在不同夹紧液压缸压力条件下的弹性变形量，通过该变形量对辊缝进行补偿，提高了在线辊缝控制精度，获得良好的应用效果。对于扇形段不同倾动角度的影响，通过对扇形段在不同倾动角度条件下的受力分析，推导获得了扇形段不同倾动角度与进出口辊缝偏差之间的补偿关系。研究所提出的改进方法对实现扇形段辊缝的在线精准控制具有重要的指导意义。

为了摸索高锰高强IF钢钢液洁净度及夹杂物演变规律，采用Thermofisher Explorer 4全自动夹杂物分析仪对转炉-连铸过程中夹杂物进行分析和研究。结果表明：高锰高强IF钢RH结束、中间包和铸坯中全氧含量依次降低，铸坯全氧随着宽度方向由边部向中心位置移动而逐渐增加。高锰高强IF钢RH进站时主要夹杂物为椭球状或球状含有P₂O₅的FeO-MnO夹杂，加铝脱氧后主要夹杂物转变为Al₂O₃夹杂，RH结束、中间包Al₂O₃主要类型为小型块状和不规则形状。铸坯中主要夹杂物为块状、棒状、不规则形状Al₂O₃，尺寸多在10μm以下，边部位置TiN、MnS析出物较少，中心位置MnS析出物进一步增加，也存在少量TiN析出。热力学计算普通IF钢、高锰高强IF钢TiN析出温度分别为1745K、1589K，MnS析出温度分别为1450K、1675K。通过增加铝钛间隔时间、降低脱氧前氧、进行钢包渣改质，高锰高强IF钢钢液洁净度得到显著改善。

分析研究了某公司生产的GCr15钢、45钢钢液Ca含量对Ds夹杂物的影响。研究了GCr15钢、45钢在LF精炼过程加入含Ca硅铁合金，钢液增Ca质量分数约（4~5）×10^-6。控制硅铁合金在BOF出钢时加入，同时取消Ca处理，可控制中包钢液w（Ca）≤3×10^-6。GCr15钢、45钢控制硅铁合金全部在BOF出钢过程加入，LF结束时夹杂物均主要为MgO·Al₂O₃；控制硅铁合金全部在LF精炼过程加入，LF结束时夹杂物主要为CaO-Al₂O₃和MgO·Al₂O₃。随钢液Ca含量增加，轧材Ds夹杂物数量密度正比例增加；钢液Ca含量增加，Ds夹杂物极值尺寸并未明显增加。分析了多组不同钢种钢液Ca含量同轧材Ds夹杂物的关系，随钢液Ca含量增加，Ds夹杂物数量密度及极值尺寸均呈增加的趋势，但Ca含量降低Ds夹杂物极值尺寸并非必然降低。控制钢液Ca含量只能减少Ds类夹杂物的数量，但Ds夹杂物尺寸仍不能得到有效控制。

KR脱硫渣中主要成分（CaO）为转炉冶炼的优质造渣原料，但KR脱硫渣中含有质量分数为1.0 %～2.5 %的硫，直接将其代替活性石灰用作转炉造渣料回用于冶炼工艺会导致钢液增硫。因此，为了实现KR脱硫渣的氧化脱硫，分析渣中硫氧化行为随炉渣中硫含量变化的机理，通过实验室制取KR脱硫渣样品，采用SEM和XRD分析了氧化后炉渣的微观结构、矿物成分，采用红外碳硫分析仪测定了氧化渣样的硫含量。研究表明，在1 693 K，随硫含量增加炉渣脱硫率先增加后减小，炉渣脱硫率均达到80 %以上；随硫含量增加氧化渣样中析出的硅酸盐固相质点数逐渐增加。