氧化物矿直接合金化是一种炼钢新技术,它主要特点是将合金元素以氧化物矿的形式添加到钢水中,通过还原剂还原,合金元素进入到钢水中达到炼钢合金化的目的。氧化物矿直接合金化技术与传统炼钢合金化工艺相比,其省去了铁合金冶炼环节,缩短了整个炼钢流程,具有低能耗、低成本、减少污染等优势,有助于实现钢铁行业的绿色化和可持续化发展。本文对由MoO₃、还原剂（C和SiC）、CaO制备的复合氧化钼压块代替钼铁直接合金化炼钢进行了实验研究,研究内容主要包括:利用热重分析手段对氧化钼挥发的特性进行了研究,运用XRD检测技术对复合氧化钼压块的自还原产物的物相组成进行了研究。在此基础上,在实验室条件下进行了复合氧化钼压块直接合金化炼钢实验,确定了最优的冶炼工艺参数和最佳的Mo收得率,以期为三氧化钼代替钼铁炼钢的工业化应用奠定基础。（1）根据已知的基础热力学数据推导了C、SiC、Mn、Si、Al、Fe等还原剂还原三氧化钼和钼酸钙的标准吉布斯自由能,绘制了各个还原剂还原氧化钼和钼酸钙的热力学状态图。综合考虑还原能力与成本因素,选择SiC和C分别作为复合氧化钼压块直接合金化的还原剂。（2）由三氧化钼挥发动力学分析表明:三氧化钼的挥发面积越大,挥发速率也就越快。当温度为1600℃时,纯三氧化钼粉几乎挥发殆尽,而相同质量的三氧化钼压块挥发率为76%。因此,将氧化钼粉压制成块可以有效抑制三氧化钼的挥发。（3）通过热重实验,研究了还原剂（C或SiC）、CaO对MoO₃挥发的抑制效果,实验结果表明:温度达到1300℃时,纯三氧化钼挥发率达85.68%,而单一添加CaO或还原剂（C或SiC）后,氧化钼挥发率均为20%左右,而混合添加还原剂和CaO的实验组,三氧化钼的挥发率仅有10%左右。（4）在高温箱式炉中进行了复合氧化钼压块的自还原实验,运用XRD检测技术对复合氧化钼压块的自还原产物物相组成进行了分析检测,结果表明:在低温时,产物物相中有MoO2存在,而到高温条件下才发现Mo的存在。这表明还原剂（SiC或C）还原MoO₃是一个逐级还原的过程,在低温条件下,还原剂（C或SiC）先将MoO₃还原为MoO2,随着反应温度的逐渐升高,再将MoO2还原为金属Mo。同时,随着CaO添加比例的提高,产物中CaMoO4所占比重增大,更有效的抑制了MoO₃的挥发。（5）在100kg的中频感应炉内模拟转炉直接合金化工艺,进行了复合氧化钼压块直接合金化炼钢实验。实验中压块迅速熔化,钼元素收得率随合金化时间的延长而提高,最终达到稳定值。由实验结果可知,对于含C的复合氧化钼压块,当合金化时间为8min,压块组分摩尔比为MoO₃∶C∶CaO=1∶2.25∶0.5时,钼元素的收得率最高为97.48%;对于含SiC复合氧化钼压块,当合金化时间为8min,压块组分摩尔比为MoO₃∶SiC∶CaO=1∶0.75∶0.75时,钼元素的收得率最高为97.94%。