通过对铁水喷粉脱钛热力学和动力学的分析,建立了动力学模型,计算得到在1350℃不同停留时间条件下喷吹不同粒径的脱钛剂时,脱钛、脱硅和脱碳量的变化情况.宝钢鱼雷罐喷吹富含氧化铁的脱钛剂,根据实际停留时间的计算值,分析得到其脱钛剂的颗粒直径在0.5~0.8 mm比较合适.通过感应炉实验研究了脱钛剂的脱钛与脱硅规律,结果表明:脱钛和脱硅基本同步进行,脱钛率与脱硅率比在0.8~1左右,30 min内的脱硅率或脱钛率在40%~80%之间.由此可见,喷吹高含量氧化铁的粉剂脱钛剂进行脱钛是首选,可取得良好的脱钛效果

通过理论计算和试验,建立了密封罩吹氩喷粉过程钢液脱氮模型,模型计算值与实测值符合较好,结果表明,影响钢液含氮量的主要因素为钢液面氮分压及吹氩量,密封罩喷粉工艺可以较好地解决喷粉过程钢液的增氮问题

以气一固两相的动量、热量、物质守衡为基础,用多流体模型描述气体和颗粒两相的运动,用气相湍流模型和颗粒湍流代数模型分别描述气相和颗粒相的湍流特性,建立了高炉局部富氧喷煤直吹管内气-固两相流动及传热的数学模型.数值模拟了9种工况下的气相流场、温度场以及煤粉颗粒相的速度场、浓度场和温度场,并研究了富氧率、风温、固气比、插枪角度等喷吹参数对各种场量的影响.数值模拟结果与实测值符合良好

建立了煤粉燃烧率通用模型，模型可以根据煤粉的工业分析值计算燃烧动力学参数并预测煤粉燃烧率.通过对比前人的实验数据，验证了模型的准确性，同时研究了影响高炉煤粉燃烧率的若干因素.研究结果表明：在高炉喷煤过程中，煤粉颗粒在2 ms左右就可以达到热风速度，由于煤粉颗粒在直吹管内停留时间短并且温度较低，因此在直吹管内煤粉不会发生燃烧.煤粉进入风口回旋区后，挥发分瞬间全部析出，并且颗粒粒径越小，挥发分开始析出时间越早.降低煤粉粒径和增加氧气体积分数均有利于提高煤粉燃烧率.氧气体积分数每增加1%，燃烧率提高2%.随着喷煤量的增加，煤粉燃烧率逐渐降低.当提高煤粉喷吹量时，为了保证较高的燃烧率，实际操作过程中应提高富氧率并适当降低煤粉粒径

本文推导了底吹熔池流场中两相区的含气率公式和密度公式,修正了涡量传输方程中的源项,改进了前人关于底吹熔池流体流动的数模。本数学模型预报的结果与水模型中实验测量结果相符

针对企业冶炼超低碳铝镇静钢过程中增氮量高、波动大及控制不稳定的问题,采用工艺数据统计和现场取样的手段,系统梳理了冶炼过程钢液脱氮和增氮的主要环节和影响因素.转炉脱碳期和真空处理是脱氮的主要环节,碳氧期的总脱碳量高则终点氮含量低;转炉底吹N2/Ar切换点在吹炼70%以前对终点氮含量影响不大;VD在无氧条件下脱氮有利,RH则在有氧条件下脱氮有利.控制钢中溶解氧>200×10-6则出钢过程增氮可控制在5×10-6以下;炉料的氮带入是真空精炼环节增氮的重要因素,最高达11×10-6;采用密封垫+吹Ar的保护方式,增氮量最低为1×10-6

在使用轻质油品冷却铁水预处理底吹氧风口时,遇到了较严重的风口环缝的结炭堵塞,以及风口冷却操作的不稳定问题。文中就此提出并尝试了油混氮气或二氧化碳气体冷却风口的方法。理论和实践均表明,该方法可以避免管壁结炭现象,同时兼有促进风口稳定操作的良好效果

通过分析、处理实验数据,并与前人的研究成果进行比较,探讨了STB复吹转炉法冶炼不锈钢炉内[C]-[O]、[Cr]-[O]和[C]-[Cr]的平衡状况以及有关问题。结果表明,[C]-[Cr]平衡关系与适用电炉冶炼不锈钢的Hilty式有所差异,因此认为在STB复吹转炉冶炼不锈钢中用Hilty式来度量[C]-[Cr]平衡程度和确定工艺参数是不够精确的

针对钢铁空分企业氧气放散率高、综合能耗高的问题，建立了以减小转炉用氧总量波动和降低系统能耗为目标的转炉用氧调度模型。综合考虑了吹炼区间时长不变、各吹炼区间起始时刻满足工艺要求、钢水温度大于1250 °C、转炉用氧调度前后变动最小等约束，以基于整数空间的粒子群（Particle swarm optimization, PSO）算法进行求解。同时，以国内某大型钢铁企业空分厂为案例，采用Pipeline Studio软件建立该厂区氧气管网输配系统模型，对转炉用氧调度的节能优化效果进行了验证。结果表明，本文提出的转炉用氧节能优化调度在研究时间段尽可能安排单台转炉生产，有效降低多台转炉吹氧重叠时间，在生产时间内错峰用氧，减小转炉用氧总量波动，缓解氧气供求不平衡的矛盾。在120 min研究时长内，调度前后系统氧气放散量由1242.1 m3降低至0，相应的空分系统的电耗节约了1192.42 kW·h，氧压机的压缩能耗增大了41 kW·h，氧气管网输配系统节约总能耗为1151.42 kW·h。综合计算来看，转炉用氧调度应用到全年，预计减少氧气放散总量5.44×106 m3，节约氧气管网输配系统总能耗5.22×106 kW·h

本文分析了喷吹煤粉对高炉风口的磨损机理,建立了预测风口磨损的数学模型,并对模型进行了求解.结果表明,风口因磨损而破损的寿命与喷吹量、风口材质、风口几何尺寸及热风速度等因素有关