相比于“顶吹氧气、底吹惰性气体”的常规转炉冶炼工艺，“顶吹氧气、底吹氧气-石灰粉”的转炉炼钢方法具有显著的冶金优势，既能降低转炉炼钢的原辅料消耗，提升转炉出钢的钢水纯净度，也能为转炉高废钢比冶炼和智能化炼钢提供良好的基础条件。但底吹氧气-石灰粉加剧了转炉炉底的侵蚀，炉底寿命短的问题限制了底吹石灰粉转炉的大规模推广应用。为了解决上述问题，本团队提出了利用 CO 2 延长底吹氧气-石灰粉转炉使用寿命的新方法，将 CO 2 与 O 2 混合作为喷粉载气可以降低底吹喷嘴上方的火点区温度，从根源上抑制底吹喷嘴的高温熔损，减轻喷嘴周围镁碳砖的氧化脱碳，同时增强转炉冶炼后期的熔池搅拌，获得更好的脱氮控氧效果；本团队通过实验和模拟相结合的方法，探明了底吹喷枪材质和结构对其冲蚀磨损速率的影响规律，经过大量测试和模拟完成了底吹喷枪材质和结构的优化，解决了底吹喷枪的磨损问题；本团队自行设计搭建了一套 1:1 的全仿真的粉剂喷吹实验系统，真实模拟工业现场的喷粉工况，探明了喷粉系统的工作原理，通过对喷粉系统关键装置和操作制度的优化，掌握了获得稳定无脉动粉气流的关键技术。在实验室研究的基础上，本团队利用一座 120 吨转炉完成了转炉底吹石灰粉的工业示范，攻克了供气系统、供粉系统、输粉系统和粉气流分配系统等关键系统装备的集成难题，编制了转炉底吹石灰粉的系统控制和操作工艺模型，实现了转炉底吹石灰粉的安全稳定运行，改善了转炉的冶炼指标，取得了显著的经济和社会效益。

该技术从黄金冶炼过程产生的含氰废水中回收极低浓度的金，并脱除含氰废水循环使用过程中积累的铜、锌、铁等金属离子，使得含氰废水能够返回黄金冶炼工艺循环使用。首先，采用气泡支撑有机液膜萃取的方法将含氰废水中的铜、锌、铁、金等金属离子全部萃入有机相。萃余水相经检测达标后，可返回黄金冶炼工艺使用。然后，酸洗萃取后得到的负载有机相，回收锌、铁等离子，并得到含金、铜的负载有机相。反萃所述含金、铜的负载有机相，得到富金、铜水溶液。富金、铜水溶液首先经锌粉置换回收金、铜，然后采用一步酸溶脱除锌粉置换渣中的锌。一步酸溶渣进行二步酸溶回收铜，金最终富集在二步酸溶渣中。该技术可综合回收含氰废水的各种有价金属资源。

高品质钢的冶炼典型流程为“转炉→精炼→中间包→结晶器”，冶金反应器内存在着合金-钢、钢-渣、钢-夹杂物、钢-耐材、渣-耐材、钢-空气、钢液凝固和元素偏析等反应和过程，各个化学反应“耦合”发生、互相影响。因此，有必要建立智能模型有效地预测不同反应器内夹杂物成分的变化，准确地在线了解精炼和连铸过程的工作状况，使生产全流程始终处于最佳工作状态，从而确保夹杂物的精准控制，最终提高钢产品质量的稳定性和可靠性。同时，通过模型的优化计算，可以根据不同钢种的性能需求，对钢种的生产工艺进行定制化设计。（1）高品质钢炉精炼过程夹杂物预测研究：− 精炼过程宏观流动数学模拟：计算精炼过程钢液和精炼渣的流场和温度场、夹杂物的运动，同时计算吹氩强度、钢包尺寸等因素对钢包流场、夹杂物运动和去除的影响。− 精炼过程夹杂物成分动力学：研究吹氩强度、钢包尺寸等因素对多元反应速率的影响；耦合计算 LF 炉内“渣-钢-夹杂物-合金-耐材-空气”多元反应过程夹杂物成分变化。− LF 炉内夹杂物尺寸动力学：建立夹杂物生成、长大和去除的尺寸变化多尺度模型，确定不同条件下夹杂物的尺寸变化行为，预测钢中夹杂物的数量变化和尺寸分布规律。− LF 炉内夹杂物预测模型：将夹杂物成分和尺寸动力学计算和宏观流动模拟相耦合，建立 LF 炉精炼过程夹杂物成分、数量和尺寸预测模型。（2）高品质钢中间包连铸过程夹杂物预测研究− 中间包内宏观流动数学模拟研究：计算中间包内钢液和覆盖剂渣相的流场和温度场、夹杂物运动和去除。计算开浇和换包的非稳态浇注、中间包结构对中间包浇铸过程的影响。− 中间包内夹杂物动力学研究：耦合计算中间包中“渣-钢-夹杂物-耐材-空气”多元反应中夹杂物成分变化，确定中间包内各位置的反应速率。− 中间包内夹杂物预测模型的建立将渣-钢-夹杂物-耐材-空气反应和宏观流动模拟相耦合，建立中间包过程多元反应夹杂物成分、数量和尺寸预测模型。（2）高品质钢结晶器凝固过程夹杂物预测研究− 结晶器内钢液凝固冷却过程中夹杂物行为研究：通过实验室实验研究钢液凝固和冷却过程中温度变化对原有夹杂物与钢基体的反应的影响，以及不同成分的钢液在冷却和凝固过程中夹杂物新相析出，确定温度变化对夹杂物影响机理。− 结晶器内宏观凝固和流动数学模拟研究：研究结晶器过程钢液、渣相的运动，使用融化模型研究结晶器过程凝固坯壳的凝固和形成，计算夹杂物在钢-渣界面的去除行为。− 结晶器内钢液凝固过程夹杂物动力学研究：计算铸坯凝固过程钢液成分偏析，与保护渣-钢-夹杂物反应进行耦合计算，预测铸坯中夹杂物的成分。计算夹杂物被凝固前沿捕捉行为，预测铸坯中夹杂物的数量和尺寸分布。− 结晶器内钢液凝固夹杂物预测模型的建立：通过将元素偏析、保护渣-钢-夹杂物反应和宏观流动数学模拟相耦合，建立结晶器凝固过程多元反应预测模型，实现铸坯中夹杂物成分、数量和尺寸空间分布的精准预测。（4）高品质钢制造过程夹杂物智能预测模型在工业生产中的应用− 模型的验证和优化：高品质钢制造进行全流程取样调研，对建立 LF 炉、中间包和结晶器内夹杂物反应模型进行验证和优化。− 模型应用：将建立的高品质 LF 炉、中间包

研究背景 ：由于我国有许多矿物资源的开发生产过程中会产生大量的 含铅废渣，如不能实现资源的综合利用，不但会给环境带来巨大的污染， 而且浪费了自然资源，造成经济损失。因此，目前多采用湿法冶炼取代高 温火法冶炼回收废铅，在低温、常压下以铜烟灰、铅泥、酸浸渣、炼锌废 渣和炼铋废渣等废渣为原料制取铅盐系列产品。 这样既不但可以综合利用 资源，回收其它有价金属，而且具有良好的经济、社会和环境效益，从根 本上解决环

碳化硅的工业生产，国内外一直沿用 100 多年前 Acheson 发明的单炉芯技术，该法能耗高、产品品质差、环境污染大、生产不安全、单炉产量小，因而生产效率低，产品市场竞争力差。高品质 SiC 新材料市场奇缺，严重制约了其在诸多高新技术领域的应用。 1995 年以来，课题组对以往国内外 SiC 生产炉的结构、生产技术和工艺进行了全面深入的调查、经多年潜心研究，创立了多热源多向流合成碳化硅理论体系，发明了 “ 冶炼碳化硅的多炉芯炉及其生产碳化硅的方法 ” 新技术。该技术获国家发明专利授权 1 项，获西安市科技进步一等奖、陕西省科技进步三等奖以及陕西省职工优秀发明创新成果金奖。已在国内陕西、青海、宁夏、新疆、福建等地建成生产线 10 余条，占据我国 SiC 产能的 1/4 ，创产值 30 亿余元，有力地推动了行业技术进步。

1、铝冶炼或自动化专业人才，从事铝电解智能制造装备的研发。2、化工专业人才，从事赤泥或铝电解废槽衬处理技术的研究。3、材料科学与工程专业人才，从事汽车外覆盖件用6系合金、汽车底盘结构件用高性能6系合金与铸造铝合金制备技术的研究，或从事铝制易拉罐与CTP版基用铝板带材生产工艺的研究。