通过观测水口结瘤物的结构和成分的变化,对AISI 321不锈钢小方坯浸入式水口的堵塞机理进行了研究.水口的解剖结果表明水口结瘤物主要由TiN、金属相以及渣相组成.通过计算建立了钢液及凝固过程中TiN的热力学模型.研究发现,TiO2过渡层的存在、较高的钛氮浓度积、不佳的钢水洁净度是导致结瘤物形成的主要原因.因此堵塞机理可以表述为,首先浇注过程中钢液中的[Ti]与耐火材料中的SiO2进行反应,TiO2过渡层会在浸入式水口内壁形成;钛氧化物的良好传热性能造成钢液温度下降进而导致TiN结瘤物的形成,且不佳的钢水洁净度则会进一步恶化钢水的可浇性;随着结瘤物的不断增长,最终导致水口堵塞

采用X射线衍射、扫描电镜及能谱、夹杂物无损伤提取等手段研究和跟踪了IF钢铸坯中大颗粒高SiO2类夹杂物的特征及来源.结果表明：IF铸坯中存在大量大颗粒固相夹杂物，其中高SiO2类夹杂约占总数的60%，尺寸较大，一般>50μm，形状不规则；铸坯中高SiO2夹杂的主要来源是未预熔充分的结晶器保护渣，粉渣颗粒内部存在多个物相，其中部分高熔点固相氧化物（SiO2，Al2O3）在浇注过程中未完全溶解就伴随卷渣进入钢中被坯壳捕获，最终形成铸坯中夹杂物.改善保护渣的预熔性能，很大程度可以降低高SiO2类固相大颗粒夹杂物对铸坯造成的质量缺陷

Al作为炼钢脱氧剂单独脱氧时易烧损,导致利用率较低;同时,其脱氧产物Al2O3熔点高,形状不规则,不易在脱氧过程中上浮排出,造成水口堵塞,恶化钢材质量.为了提高铝的脱氧效率,同时使脱氧产物Al2O3能快速从钢液中上浮排出,本文研究了一种以金属铝为有效脱氧组分,低熔点氧化物渣系为载体的新型复合脱氧剂.实验表明,使用该脱氧剂不仅可以保证钢液中溶解氧的质量分数在10×10-6以下,而且脱氧后钢中Al2O3夹杂物与纯Al脱氧相比尺寸更小、数量更少,较显著地提高了钢材的纯净度,具有良好的脱氧效果

提出了一种以Na2CO3为添加剂、以煤为还原剂的还原分离方法,将原矿中铁的氧化物还原为铁单质粉末通过磁选分离回收,将水铝石矿物转化为铝酸钠溶出分离回收.通过单因素实验考察了还原温度、还原时间、Na2CO3用量和还原剂用量对粉末铁品位、铁回收率和氧化铝溶出率的影响,并用X射线衍射分析、扫描电镜观察和能谱分析等方法研究了反应的过程和机理.通过正交试验优化了实验参数,获得的最优条件为还原温度1150℃,还原时间45 min,Na2CO3用量40.47%,还原剂用量11.9%;在最优条件下,粉末铁品位为95.88%,铁回收率为89.92%,氧化铝溶出率为75.92%

本文系统研究铬铁矿球团的焙烧固结特性.结果表明:预热时间对于预热球强度影响不大,在预热时间为10 min时,随着预热温度的提高,预热球强度和氧化率呈直线型增加,适宜温度为1050℃,此时预热球强度可达每个400 N以上;与传统铁矿球团相比,铬铁矿球团焙烧所需的温度高,焙烧时间为10 min时,焙烧温度从1250℃提高到1350℃,球团强度从每个1078 N提高到1973 N.在铬铁矿球团预热和焙烧过程中,铬尖晶石(Fe,Mg)(Cr,Fe,Al)2O4氧化生成富镁的(Fe,Mg)(Cr,Fe,Al)2O4和铬铁铝复合氧化物(Cr,Fe,Al)2O3,当温度高于1000℃时,(Cr,Fe,Al)2O3新相生成,其主要以环状分布在颗粒外层,颗粒内部为针状与(Fe,Mg)(Cr,Fe,Al)2O4形成交织结构,降低Cr/Fe比或升高焙烧温度均有助于(Cr,Fe,Al)2O3向颗粒外层富集和再结晶长大,有利于球团的固结,提高球团强度

对镍铁矿原料及不同温度还原焙砂进行矿物学研究，探究镍铁矿选择性还原焙烧发生的相变.研究结果表明：镍铁矿主要金属矿物为褐铁矿，其次为赤铁矿；Ni在不含锰的铁矿物中分布较均匀，而在含Mn的铁矿物中分布相对集中，并与Mn伴生.镍铁矿在还原焙烧过程中Fe、Ni和Co随温度升高逐渐发生还原、相转化和迁移富集的过程.选择性还原焙烧必须严格控制焙烧温度，要达到Ni、Co和Fe的选择性还原并形成Ni高、Fe低的合金相和磁铁矿，焙烧温度采用750℃较合适，在该温度下形成的合金相组成为55.55% Ni、9.86% Co及33.99% Fe，Ni的金属转化率为88.49%，铁氧化物主要为磁铁矿

结合风口回旋区燃烧和炉外煤气预热、脱除和循环的平衡关系,建立了氧气高炉一维气固换热与反应动力学模型,并采用传统高炉的运行和解剖数据对模型进行了验证分析.通过模型研究了氧气含量和上部循环煤气流量对氧气高炉炉内过程变量的影响规律.结果表明:氧气含量偏低和上部循环煤气流量不足时,会降低铁矿石还原效果,炉渣内出现大量未还原铁氧化物;氧气含量和上部循环煤气流量的提高可以有效提高炉内CO含量和铁矿石还原速度,但提高上部循环煤气流量会大幅提升炉顶煤气温度,增大热量损失.与传统高炉相比,氧气高炉内CO含量提高1.0~1.5倍,炉内气体还原性更强;铁矿石还原完成位置提高1.49 m,全炉还原反应速度更快;直接还原度降低55.2%~79.2%,炉内直接还原反应消耗的碳量更少

本文包括对包头含氟稀土炉渣粘度的研究,分别测定了不同碱度,不同含氟量,不同炭化硅与碱金属含量,特别是不同稀土氧化物含量的炉渣粘度。研究结果与生产实践情况基本上一致:即增加炉渣中稀土与炭化硅含量,使炉渣度升高;但是增加炉渣中氟化钙与碱金属含量,使炉渣粘度降低;不过碱度对稀土炉渣的影响存在一个最低值范围,当炉渣碱度低于或高于这个范围时都使粘度升高。上述研究结果,对于高炉冶炼稀土合金,高炉冶炼稀土富渣(即包钢的二流程)与电炉冶炼稀土硅铁合金都有一定的参考价值

采用近似无限大流体重力沉降原理分析了多期法FeV50合金浇铸过程渣金分离及浇铸渣层钒的分布规律，考察了熔渣黏度、沉降粒度、浇铸温度、渣层厚度以及保温制度对渣中钒含量的影响.结果表明，浇铸渣中钒的赋存形式除了未还原完全的钒氧化物之外，还存在部分未完全沉降的初级合金；合金沉降速度随合金粒度的增加而增大，随熔渣黏度的增加而减小.1850℃条件下，当渣层厚度为50 mm，熔渣组分质量分数为65.2% Al2O3、15.5% CaO、14.6% MgO、1.9% Fe2O3、0.9% SiO2时，粒径为100 μm的合金沉降时间及熔渣上浮时间分别为24.9和1.2 min.基于此，进行浇铸工艺优化试验，在渣层厚度35 mm，浇铸温度1900℃、熔渣主要成分质量分数Al2O3 60%~65%、CaO 15%~20%、MgO 9%~15%、浇铸锭模保温层厚度9 cm的条件下，浇铸渣中平均TV质量分数由1.39%降低至0.58%

对印度尼西亚海砂矿氧化性球团氢气还原的规律做了较详细的研究.实验采用失重的方法,通过对反应过程的物相变化、热力学以及动力学方面的分析,探究了海砂球团矿氢气还原的机理.结果表明:温度在800℃和850℃,还原反应的最终产物主要是FeTiO3,整个反应限制环节是由两个不同阶段的过程组成,反应开始阶段由界面化学反应控制,之后由界面化学反应与内扩散共同控制;在900、950和1000℃三个温度下,反应产物中有钛氧化物出现,整个还原反应由三个不同的限制性环节组成,开始由界面化学反应控制,反应中间阶段是由界面化学反应和内扩散共同控制,反应后期则是由内扩散控制为主