水口结瘤是连铸过程中普遍存在的问题，不仅影响浇铸稳定性，严重时甚至导致水口堵塞，影响生产效率和铸坯质量。总结了不同钢种水口结瘤物的成分和分层现象，从物理黏附、化学反应、温降三个角度综述了连铸过程中浸入式水口结瘤机理的研究进展，其中重点阐述了化学反应在水口结瘤形成过程中的作用，包括脱碳反应、钢液与水口耐材的反应和再氧化反应。此外，还归纳总结了对水口结瘤进行数值模拟的相关研究，主要分为水口内部流场模拟和建立夹杂物的运动模型。最后从提高钢液洁净度、水口吹氩、改善水口材质、优化水口结构和施加外部电磁场四个方面介绍了水口结瘤的预防措施。

随着时代的发展，传统高锰钢在力学性能、硬度甚至是耐磨损性能和耐腐蚀性能方面已经难以满足当今需求。通过氮合金化改善高锰钢力学性能和耐腐蚀性能延长钢材使用寿命，制备性能优异且稳定的含氮高锰钢是当今发展的一种趋势。阐述了氮元素对高锰钢的合金化影响、含氮高锰钢的冶炼工艺与铸造工艺以及热处理对含氮高锰钢的影响，最后面向高锰钢未来发展方向进行展望与总结。

结合山东某钢铁企业的210 t转炉实际试验数据，探讨了CO₂引入转炉炼钢过程中对冶炼性能及碳排放的影响。结果表明，CO₂喷吹工艺可有效提高转炉的脱磷率、降低终点碳氧积，增加转炉煤气的回收量和热值，显著优化了资源利用效率，并且有效减少了固体废弃物的产生。在碳减排方面，与常规工艺相比，转炉CO₂顶底复吹工艺降低了8.5%～11.6%的吨钢碳排放量。CO₂顶底复吹炼钢工艺不仅改善了冶炼效率和经济效益，还在低碳转型方面具有显著优势，为钢铁行业实现绿色发展提供了有效路径。

废钢进入低碳熔池后的熔化过程难以预测，无法实现电弧炉连续加料过程的良好控制。研究基于传热学与能量平衡原理，开发了针对废钢-熔池-能量的耦合模型，通过与试验数据的验证，证明模型能够准确量化单体废钢熔化过程，直观展现外部能量输入条件下的废钢与熔池特征。结果表明，针对球形废钢，模型计算结果与试验结果相接近；对于直径为 50.8 、63.6、76.2 mm的圆柱形废钢，需要分别对模型计算结果中浸入时间加乘修正参数（分别取1.4、1.3、1.2）；更高的能量强度有利于提高废钢的熔化速度，在能量输入不足的情况下，熔池钢水量增多有利于废钢熔化；而在能量输入充足的情况下，熔池钢水量增多不利于废钢熔化。

研究了在长流程炼钢工艺中通过LF精炼工序加入废钢降低铁水单耗的技术路径及其对炼钢工艺的影响。结果表明：废钢加入量增至150 kg/t，铁水单耗可降低10%～15%，吨钢CO₂排放量降低11.0%。废钢加入也带来了一系列挑战：废钢每增加50 kg/t，钢水氮质量分数增加(3～5)×10^-6，总氧和氢含量也同步上升，钢材中夹杂物数量及夹杂物的评级升高，电耗、电极及钢包耐材消耗显著增加。通过废钢熔化的热力学与动力学研究，建立LF精炼废钢质量标准，提出了预热至500～1 000 ℃的加入方式，结合提高升温效率、控制废钢粒度及强化氩气搅拌，缩短了废钢熔化时间并降低了成分波动，取得了较好的经济效益和社会效益。钙处理与软吹工艺协同改善了夹杂物形态和分布，提升了钢水洁净度，确保了钢材机械性能不受影响。

各流连铸坯的稳定性和一致性是采用不规则三流中间包连铸工艺中的关键问题。通过耦合标准k-ε模型、DPM模型、质量传递和热量传递模型，建立了计算不规则中间包内停留时间分布（RTD）曲线的数学模型，并对其在吹氩气幕挡墙和“V”形多孔挡墙控流装置作用下的流场及温度场进行了研究。研究通过数值模拟，对比了原型中间包、气幕挡墙中间包和“V”形多孔挡墙中间包，分析了不同控流措施对不规则中间包三流出口间流动一致性、RTD特性及温度分布的影响。通过云图和矢量图展示的流速分布以及示踪剂分布结果表明，“V”形多孔挡墙中间包、气幕挡墙中间包和原型中间包的流动性能依次递减。根据RTD曲线的计算结果，原型中间包、气幕挡墙中间包和“V”形多孔挡墙中间包的平均停留时间分别为692.8、673.1、725.2 s；死区比例分别为20.4%、24.8%、14.9%；峰值标准偏差分别为1.97、1.19、0.266；进出口平均温差分别为11.32、14.10、10.81 K。因此，“V”形多孔挡墙中间包优于原型中间包和气幕挡墙中间包，更有利于夹杂物的去除和三流连铸坯质量的一致性。

在钢水连铸过程中，水口絮流、设备故障或钢水供应不足等问题均可能导致中间包进行堵流或少流浇铸。以某钢厂四流方坯T型中间包为研究对象，采用物理模拟与数值模拟相结合的方法，研究了堵流前后中间包流场、温度场以及夹杂物去除率的变化规律。通过分析，确定了针对该中间包较优的堵流方案，并提出了通过提高拉速来优化水口堵塞后钢液流动一致性的措施。研究结果表明，堵流操作会导致钢液流动状态发生显著变化，表现为中间包浇铸区平均温度下降、各流一致性变差。其中堵中部水口比边部水口对流场的影响更小，此时中间包死区比例为15%、浇铸区最大温差3 ℃，与正常浇铸方案相比，各粒径夹杂物的去除率均有所提高。此外，提高被堵侧水口拉速可以加快钢液流动，从而降低死区比例、缩小滞止时间标准差，同时使温度分布更加均匀。研究可为同类四流T型中间包的堵流/少流操作提供参考。

针对某特钢厂大圆坯感应加热中间包流场和温度场进行数值模拟，以揭示中间包内流场和温度场的传输规律，并用于指导生产和优化通道式感应加热中间包的工艺。结果表明：中间包感应加热后钢液平均停留时间较未加热时增加了40 s，平均死区体积较未加热时降低了3.3百分点，感应加热后中间包流场更稳定。通过对瞬态温度场和流场的分析可以发现，感应加热后温度场整体较为稳定，每一个层面上的各处温度均匀，中间包内的扰动较小，速度较慢，没有明显的涡流现象，说明不会引起卷渣现象。激励电流越大，感应加热效果越明显，通过设计合理的供电档位，可以实现低过热度恒温浇铸。

在汽车外板的连铸生产过程中，更换大包会导致连铸坯中的大型夹杂物分布发生大幅度变化。采用夹杂物自动分析和大样电解方法研究23 m长连铸坯中的显微夹杂物和大型夹杂物分布。结果表明，大包换包对于大于5 μm的微米级夹杂物数量密度有一定影响，但对于微米夹杂物的尺寸分布影响很小。受到大包换包影响的主要为大于30 μm的大型夹杂物，受影响长度是第2炉开浇前3 m和开浇后10 m，计13 m。而交接坯中大型夹杂物的总含量、总数量和不同尺寸夹杂物数量均远高于正常坯。交接坯中尺寸为30～100 μm、>100～200 μm和大于200 μm的大型夹杂物含量指数分别为正常坯的3倍、1.2倍和2.5倍，它们的数量指数分别为正常坯的4倍、1.8倍和3倍。大包换包对交接坯中大型夹杂物影响规律可以为确定交接坯长度，改进连铸工艺提供参考。

围绕硅钢连铸生产过程，通过改良中间包覆盖剂工艺实现钢液中夹杂物的有效控制。采用Factsage热力学软件，模拟计算中间包覆盖剂不同种类、比例、成分条件下，钢液中液态渣和夹杂物含量的变化，以及对钢液中氧、铝含量的影响。计算结果表明，与FG-13型中间包覆盖剂相比，采用FG-5型中间包覆盖剂，每100 g钢液的液态渣含量增加0.083 4 g，氧化物含量减少0.060 57 g。使用渣钢质量比为1∶100覆盖剂时，其平均液相面积较渣钢比1.5∶100高出0.16百分点，较渣钢比2∶100高出0.58百分点，其熔渣流动性能更好，吸附杂质能力更强。采用工业试验验证改良方案，可显著降低钢样中含Al夹杂物10.9百分点。

对比分析了不同氧、硫含量Q195L钢的两炉次钢（G85和G86）在转炉终点、氩站进站、氩站出站、中间包和连铸坯中的夹杂物形貌、数量、尺寸及成分变化，结合热力学计算和钢样、渣样成分分析，探讨了夹杂物的演变规律。结果表明，Q195L钢中主要存在Al₂O₃夹杂、MnS夹杂及Al₂O₃+MnS复合夹杂，这与热力学计算结果一致。从转炉终点到氩站进站5μm以上Al₂O₃夹杂数量密度大幅增加，这是因为在转炉出钢过程中加高纯铝锭进行脱氧所致。钢中的氧含量主要影响大型夹杂物的含量，G85炉次中间包钢液O元素含量高于G86炉次，导致其5 μm以上Al₂O₃夹杂含量明显高于G86炉次。钢中的S元素含量主要影响细小MnS夹杂物的含量，G85炉次氩站进站后钢液S元素含量低于G86炉次，导致其0.2 μm以上MnS含量低于G86炉次。该研究结果为低成本洁净钢平台技术的优化提供了理论依据。

Mn13高锰耐磨钢在强冲击磨损条件下，有优异的抗磨损性能。长期以来我国普遍使用Mn13钢模铸件产品，以连铸-热轧工艺生产的Mn13钢产品，相较于模铸件其强度及韧性更高、使用寿命更长，但冶炼-连铸生产难度极大。在分析Mn13钢化学成分、性能特点及凝固特性的基础上，基于某钢厂装备条件开发了Mn13钢冶炼-连铸新工艺。新工艺下，铁水通过转炉脱Si和脱P，可将钢水P质量分数控制在0.010%以下；通过AOD炉分阶段添加高碳锰铁和电解锰，合金收得率大幅提高的同时实现了高碳出钢；通过LF微调成分及补偿温度，LF处理后不再进行真空处理，具有冶炼成本低的优势。新工艺通过降低钢水过热度、确定合理的冷却制度及拉速，采用弱电磁搅拌及凝固未端轻压下等技术，能够实现Mn13钢的稳定连浇。