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铌是一种非常优良的钢中合金化元素。包头白云鄂博矿中的铌资源成为我国最大的铌资源矿藏，具有非常重要的利用价值和战略意义。经过选矿工艺得到的铌精矿已经有了相当规模的产量，其中含有的铌元素已经达到了接近5%的含量，且该种铌精矿中的磷含量非常低，其它杂质元素含量比较低。为了充分利用这部分铌精矿中的铌资源，本文提出了通过热力学计算和实验相结合的方式，进行了使用铌精矿代替铌铁合金在精炼炉环境下进行直接合金化的相关热力学基础理论研究。通过使用FactSage热力学计算软件计算了不同(Nb2O5)活度系数、不同渣成分、不同还原剂、温度等热力学条件对渣钢间铌分配比的影响；再通过分子、离子共存模型进行了CaO-SiO2-Al2O3-FeO-Nb2O5渣系内组元活度及(Nb2O5)活度系数随碱度变化的计算。进一步计算出[Si]、[C]分别还原(Nb2O5)反应的吉布斯自由能随温度和碱度的变化规律；使用渣-钢平衡实验的结果初步估算出本次计算的炉渣体系达到平衡时的(Nb2O5)活度系数大致数量级范围。通过以上研究得出如下结果：(1)通过FactSage平衡计算可以得出：[Nb]/(Nb2O5)值随(Nb2O5)活度系数增大而增大，(Nb2O5)活度系数是影响[Nb]/(Nb2O5)重要的热力学因素之一；在高温度下，还原剂[C]效果好，高碱度下，还原剂[Si]效果好。[Nb]/(Nb2O5)值随(FeO)量的增大而减小，炉渣中(Al2O3)高对于[Si]做还原剂有利，(TiO2)含量的变化对[Nb]/(Nb2O5)的影响不明显。(2)利用分子离子共存模型对本文讨论渣系的计算表明：该炉渣体系下(Nb2O5)的活度随碱度的增加而降低，(Nb2O5)活度系数约在10-310-6范围内；[C]还原(Nb2O5)反应的ΔG随温度的增大而降低，随碱度的增大而增大，[Si]还原(Nb2O5)反应的ΔG随温度的增大而有所增大，随碱度的增大而显著降低。(3)渣钢平衡实验的结果为：本次实验条件下的渣钢平衡时间需要1.5个小时以上；随碱度从15增加，平衡时钢中[Si]的降低比较明显，[Nb]有所增加；平衡时的炉渣碱度比配制的炉渣碱度有所降低，渣中的(Nb2O5)还原率比较低，最高只有10.3%；估算出平衡时(Nb2O5)活度系数随碱度15增加而降低，约在10-310-6之间变化，实验结果与共存模型的计算结果吻合度比较高。