基本概況：在高溫下，用還原劑將鐵礦石還原得到生鐵的生產過程。煉鐵的主要原料是鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣。鐵礦石有赤鐵礦(Fe2O3)和磁鐵礦(Fe3O4)等。鐵礦石的含鐵量叫做品位，在冶煉前要經過選礦，除去其它雜質，提高鐵礦石的品位，然后經破碎、磨粉、燒結，才可以送入高爐冶煉。焦炭的作用是提供熱量并產生還原劑一氧化碳。石灰石是用于造渣除脈石，使冶煉生成的鐵與雜質分開。煉鐵的主要設備是高爐。冶煉時，鐵礦石、焦炭、和石灰石從爐頂進料口由上而下加入，同時將熱空氣從進風口由下而上鼓入爐內，在高溫下，反應物充分接觸反應得到鐵。高爐煉鐵是指把鐵礦石和焦炭，一氧化碳，氫氣等燃料及熔劑（從理論上說把金屬活動性比鐵強 的金屬和礦石混合后高溫也可煉出鐵來）裝入高爐中冶煉，去掉雜質而得到金屬鐵（生鐵）。基本流程:高爐冶煉是把鐵礦石還原成生鐵的連續生產過程。鐵礦石、焦炭和熔劑等固體原料按規定配料比由爐頂裝料裝置分批送入高爐，并使爐喉料面保持一定的高度。焦炭和礦石在爐內形成交替分層結構。爐前操作一、爐前操作的任務1、利用開口機、泥炮、堵渣機等專用設備和各種工具，按規定的時間分別打開渣、鐵口（現今渣鐵口合二為一），放出渣、鐵，并經渣鐵溝分別流入渣、鐵罐內，渣鐵出完后封堵渣、鐵口，以保證高爐生產的連續進行。2.完成渣、鐵口和各種爐前專用設備的維護工作。3、制作和修補撇渣器、出鐵主溝及渣、鐵溝。4、更換風、渣口等冷卻設備及清理渣鐵運輸線等一系列與出渣出鐵相關的工作。高爐基本操作制度:高爐爐況穩定順行：一般是指爐內的爐料下降與煤氣流上升均勻，爐溫穩定充沛，生鐵合格，高產低耗。操作制度：根據高爐具體條件(如高爐爐型、設備水平、原料條件、生產計劃及品種指標要求)制定的高爐操作準則。高爐基本操作制度：裝料制度、送風制度、爐缸熱制度和造渣制度。高爐橫斷面為圓形的煉鐵豎爐。用鋼板作爐殼，殼內砌耐火磚內襯。高爐本體自上而下分為爐喉、爐身、爐腰、爐腹 、爐缸5部分。由于高爐煉鐵技 術經濟指標良好，工藝 簡單 ，生產量大，勞動生產效率高，能耗低等優點，故這種方法生產的鐵占世界鐵總產量的絕大部分。高爐生產時從爐頂裝入鐵礦石、焦炭、造渣用熔劑（石灰石），從位于爐子下部沿爐周的風口吹入經預熱的空氣。在高溫下焦炭（有的高爐也噴吹煤粉、重油、天然氣等輔助燃料）中的碳同鼓入空氣中的氧燃燒生成的一氧化碳和氫氣，在爐內上升過程中除去鐵礦石中的氧，從而還原得到鐵。煉出的鐵水從鐵口放出。鐵礦石中未還原的雜質和石灰石等熔劑結合生成爐渣，從渣口排出。產生的煤氣從爐頂排出，經除塵后，作為熱風爐、加熱爐、焦爐、鍋爐等的燃料。高爐冶煉的主要產品是生鐵 ，還有副產品高爐渣和高爐煤氣。高爐熱風爐熱風爐是為高爐加熱鼓風的設備，是現代高爐不可缺少的重要組成部分。提高風溫可以通過提高煤氣熱值、優化熱風爐及送風管道結構、預熱煤氣和助燃空氣、改善熱風爐操作等技術措施來實現。理論研究和生實踐表明，采用優化的熱風爐結構、提高熱風爐熱效率、延長熱風爐壽命是提高風溫的有效途徑。鐵水罐車鐵水罐車用于運送鐵水，實現鐵水在脫硫跨與加料跨之間的轉移或放置在混鐵爐下，用于高爐或混鐵爐等出鐵。

轉爐煉鋼工藝各項指標取決于鐵水的化學成分，而對鐵水的主要要求是含硫量低（低于0.03%），相應要求較高含硅（0.7%-0.9%）及具有優化造渣所需的錳量（0.8%-1.0%）。煉鐵煉鋼各階段脫硫過程理化規律及動力特性分析表明，在動力方面，在鐵水中比在鋼水中更容易保證脫硫反應，因為在含碳量較高及氧化度較低條件下硫具有更高的活性。然而在高爐煉鐵當中很難脫硫，因為在高爐一系列復雜的氧化—還原反應中，深脫硫的各種熱動力條件的能量不可避免地會增高硅含量并因此導致石灰及焦炭消耗的增加及產量的下降。因此，生產低硫鐵需周密策劃工藝，采用含硫最少的爐料及制備高堿度混成渣。在轉爐吹煉中脫硫也無效果，因為鋼渣系中達不到平衡狀態，渣與鋼間的硫分配系數因熔池氧化度高及碳含量低，僅為2-7。如此低的硫分配系數使得難以在轉爐冶煉中實現深脫硫，并導致煉鋼生產在技術及經濟上的巨大消耗。無論是在高爐煉鐵，還是在轉爐煉鋼當中都保證不了金屬有效脫硫所需的熱動力條件，因此進行高爐煉鐵及轉爐煉鋼過程中的深脫硫研究，在技術及經濟上都是不可取的。而合理的作法是將脫硫過程從高爐及轉爐中分離出來。這就可簡化燒結—高爐—轉爐生產流程降低生產成本。將脫硫從高爐及轉爐中分離出來，使高爐爐外脫硫成為設計大型聯合鋼廠和重要工藝環節，在冶煉低硅鐵的同時不必再為保證轉爐中的精煉進行代價很高的高爐爐外脫硅。鐵水原始硅含量低還可降低錳含量。在氧氣轉爐煉鋼中錳的作用非常重要，它決定著及早造渣所需的條件并對出鋼前終點鋼水氧化度起調節作用，長期實踐證明，需設法使鐵水中錳保持0.8%-1.0%的水平，因而在燒結混合料中必需補充錳，而這就提高了成本。燒結—高爐—轉爐各流程錳平衡分析表明，上述錳在高爐里還原、然后在轉爐里氧化導致錳原料及錳本身不可彌補的巨大損失，而且還給各生產流程操作增加很多麻煩。在碳含量很低（0.05%-0.07%）條件下停止吹煉時，氧化度的影響如此之大，以致會把錳的最終含量定在極窄范圍內，實際上已很少再與鐵水原始錳含量相關。在這種條件下，盡管鐵水原始錳含量達0.5%-1.2%，但鋼的最終錳含量實際上都一樣（0.07%-0.11%）。因此在當代轉爐煉鋼工藝條件下（各爐次都有過吹操作），沒必要在燒結混合料中使用含錳原料來提高鐵水原始錳含量，更合理的作法是冶煉低錳鐵。同時為節約低錳鐵在轉爐煉鋼中脫氧的用量，研究直接采用錳礦石的效果具有重要意義。對眾多爐次進行工業平衡計算所得工藝指標的對比表明，冶煉鐵水不添加錳礦石，而在轉爐煉鋼中添加錳礦石，與用含錳1.13%的鐵水煉鋼，這兩種煉鋼法相比，前者每噸生鐵可節省錳礦石15.3kg.此外，還可減少錳鐵1.3kg/t鋼、石灰5kg/t，氧氣2.17m3/t的耗量，并可大大縮短吹煉時間。鐵水中硅、錳含量低及無需脫硫，這些條件會改變造渣機理及動力特性，因為這時石灰消耗下降，渣量減少，渣堿度及氧化度增高。在這樣的條件下，渣的精煉功能只限于鐵水脫磷。這樣就能在轉爐冶煉本身中多次利用渣，使渣具有很高的精煉能力。根據這一原則開發出轉爐煉鋼新工藝，即在轉爐煉鋼本身中多次（3-5次）利用后期渣（循環造渣）。采用這樣的工藝可降低石灰消耗及渣中鐵損。及早造就高堿度氧化渣，及使硅、錳含量低可提供鋼水深脫磷所需的強勁動力。

　摘要相比較電爐而言，近十年來，我國轉爐煉鋼生產流程工藝與裝備技術的進步幅度是明顯的。而未來，這種生產流程結構不盡合理的現象亦會逐步改變。近年來，我國轉爐鋼產量占粗鋼總產量的比例日益增強，2003年我國轉爐鋼比為82.4%，到2013年這一比例已增至93%，而近十年來，世界轉爐鋼與電爐鋼比例基本保持在7:3的平均水平，我國與之相比轉爐鋼比過高。未來我國這種鋼鐵生產流程結構不盡合理的現象會隨著我國資源條件、市場需求變化和綠色低碳環境的需求而逐步改變。相比較而言，近十年來，我國轉爐生產流程工藝與裝備技術的進步幅度更加明顯。1、轉爐煉鋼技術發展現狀目前，轉爐煉鋼仍是世界上最主要的煉鋼方法，其鋼產量占世界鋼總產量的65%以上。由于我國廢鋼資源短缺，電力缺乏，電價偏高，因此電爐鋼的產量增長受到一定程度的制約，而隨著生鐵資源的充裕也給轉爐鋼產量的增長提供了良好條件。因此，轉爐鋼產量近年來獲得了快速增長。2905年我國轉爐鋼產量為3.14億噸，到2013年提高到7.65億噸。隨著轉爐鋼產量的增加，轉爐煉鋼生產工藝技術也得到迅速發展。轉爐煉鋼技術進步主要體現在以下幾個方面。1.1、轉爐裝備日趨大型化2001年我國100噸以上大型轉爐只有30座，產能為3602萬噸。至2013年增長到345座，產能超過5.08億噸，13年間大型轉爐的生產能力增長了14倍。其中300噸轉爐從3座增加到11座，產能從678萬噸增長到2759萬噸以上。從數量上來看，我國現有轉爐中以100-199噸的轉爐數量最多，而200噸及以上的轉爐數量最少，我國仍然保有一定數量的30噸以下的轉爐。因此，淘汰落后產能任務艱巨。目前，我國100噸及以上轉爐的產能約占全部轉爐產能的67.5%。隨著淘汰落后產能力度的加大，我國轉爐將進一步朝著大型化方向發展。1.2、轉爐生產工藝進一步優化提高鋼材潔凈度是21世紀鋼材質量發展的重大技術方向。為提高鋼材質量且擴大冶煉鋼種，我國大、中型轉爐煉鋼廠都相繼增建了鐵水脫硫裝置和二次精煉裝置。近年來新建的轉爐煉鋼廠大多配置了鐵水脫硫裝置，并根據冶煉鋼種的要求配置了相應的爐外精煉裝置，一般多采用LF精煉，有些轉爐煉鋼廠還配置了Ⅵ）精煉裝置，從而為高附加值鋼種的生產提供了有利條件。我國自主設計建設的京唐公司300噸轉爐采用了國際上最先進的脫磷爐與脫碳爐分工、聯合生產的工藝，京唐公司是國際上最早采用這一先進工藝的300噸轉爐大型煉鋼廠。經過近兩年的技術攻關，脫磷爐生產周期28min，脫碳爐32min；單爐班產爐數從7-8爐次提高至16爐次，轉爐生產效率提高1倍，出鋼溫度平均降低20℃。鐵水“三脫”預處理比例達到90%；月平均轉爐終點[P]為0.006%，P+S]為150×10-6；和爐外精煉相匹配可穩定生產[P+S50×10-6的高潔凈鋼。石灰總消耗量從傳統流程的50kg/t，下降到24.3kg/t，煉鋼總渣量由110kg/t下降到的47kg/t，鋼鐵料消耗降低9.lkg/t，比傳統轉爐煉鋼成本降低37.39元／t鋼，標志著我國大型轉爐煉鋼技術已接近國際領先水平。

　制氧車間電氣設備主要是機械設備的電動機、晉中專業轉爐爐體下段制作低壓供配電設施及電氣線路，主要危險因素有：（1）在火災爆炸環境中使用非防爆電氣設備，電氣設備設施產生的電弧和電氣火花可能成為火災爆炸的點火源導致火災爆炸；（2）生產及儲存設備配套的壓力表、溫度儀表、流量計、液位計、晉中專業轉爐爐體下段制作安全閥及自控系統儀器儀表不符合工藝的要求，不能準確顯示工藝狀況，可引起操作失誤，造成超溫、超壓等危險工況導致發生火災爆炸事故；（3）車間電氣設備如電力變壓器、開關設備等安裝質量問題、電氣設備過載、電氣線路短路及電線超負荷、絕緣老化、散熱不良，接地不好、運行維修不當等，均可能導致電氣設備火災，電氣火災又可導致其它易燃易爆介質的燃燒爆炸。

一個轉爐有兩個氧槍系統：工作氧槍和備用氧槍，這樣可以在工作氧槍損毀時立即換上備用氧槍，不致造成冶煉中斷。損壞的氧槍拆除后更換轉爐及其氧槍系統使得氧另一新氧槍備用。轉爐爐體包括爐殼、耳軸和托圈、軸承座等金屬結構及傾動機構。爐殼由鋼板焊成，內襯砌有堿性耐火材料。各國由于資源不同，所用耐火材料也不同。主要有含Mg較高的白云石磚和高純度、高密度、高強度的鎂碳磚。托圈起著支撐爐體、傳遞傾動力矩的作用。托圈斷面呈矩形，中間焊有直立的帶孔筋板，以增加托圈的剛度。轉爐托圈兩側設有耳軸，耳軸支撐在軸承上，由齒輪帶動，經托圈使爐體傾動。傾動機構是使爐體能傾動的機械設備，以便進行兌鐵水、加廢鋼、取樣、出鋼和倒渣等工藝操作。傾動機構應能使爐體正反旋轉3600°轉爐爐型指爐殼砌襯后所形成的轉爐內膛輪廓。最上端稱為爐口，然后由上到下分為爐帽、爐身和爐底三段。爐帽有正口式和偏口式兩種，正口式爐帽為軸心對稱的截錐形，這樣可使兌鐵水和出鋼分在兩側進行，有利于爐襯均勻受侵蝕，故大多數轉爐都采用正口式爐帽。爐身為直圓筒形，爐底為球缺形。是不同噸位的轉爐爐型比較示意圖。決定轉爐爐型的基本參數是爐容比和高寬比。爐容比是指爐型空間所有容積和金屬料裝入量之比，一般接近1m3/t鋼水的密度是7t/m3。這樣，爐子內只有1/7為鋼水所占據，其余6/7都是空的，保留這樣大的空間是為了容納泡沫渣(見轉爐泡沫渣)，避免噴濺。但過大的爐容比增加設備投資。高寬比是指爐型總高度和爐身直徑的比。早期增加轉爐容量時降低高寬比，即爐子向矮胖方向發展。但這使得兩個耳軸距離加大，并導致耳軸中心線彎曲度增大，所以特別大的爐子高寬比又趨向增加。根據高寬比和爐容量即可確定熔池深度和熔池面積。。

軋鋼機，是實現金屬軋制過程的機械設備。泛指完成軋材生產全過程的裝備﹐包括有主要設備﹑輔助設備﹑起重運輸設備和附屬設備等。但一般所說的軋機往往僅指主要設備。工作機座由軋輥﹑軋輥軸承﹑機架﹑軌座﹑軋輥調整裝置﹑上軋輥平衡裝置和換輥裝置等組成。軋輥是使金屬塑性變形的部件 。軋輥軸承支承軋輥并保持軋輥在機架中的固定位置。軋輥軸承工作負荷重而變化大﹐因此要軋鋼機求軸承摩擦系數小﹐具有足夠的強度和剛度﹐而且要便于更換軋輥。不同的軋機選用不同類型的軋輥軸承。滾動軸承的剛性大﹐摩擦系數較小﹐但承壓能力較小﹐且外形尺寸較大﹐多用于板帶軋機工作輥。滑動軸承有半干摩擦與液體摩擦兩種。半干摩擦軋輥軸承主要是膠木﹑銅瓦﹑尼龍瓦軸承﹐比較便宜﹐多用于型材軋機和開坯機。液體摩擦軸承有動壓﹑靜壓和靜 - 動壓三種。優點是摩擦系數比較小﹐承壓能力較大﹐使用工作速度高﹐剛性好﹐缺點是油膜厚度隨速度而變化。液體摩擦軸承多用于板帶軋機支承輥和其它高速軋機。軋機機架由兩片“牌坊”組成以安裝軋輥軸承座和軋輥調整裝置﹐需有足夠的強度和鋼度承受軋制力。機架形式主要有閉式和開式兩種。閉式機架是一個整體框架﹐具有較高強度和剛度﹐主要用于軋制力較大的初軋機和板帶軋機等。開式機架由機架本體和上蓋兩部分組成﹐便于換輥﹐主要用于橫列式型材軋機。此外﹐還有無牌坊軋機。軋機軌座于安裝機架﹐并固定在地基上﹐又稱地腳板。承受工作機座的重力和傾翻力矩﹐同時確保工作機座安裝尺寸的精度。軋輥調整裝置用于調整輥縫﹐使軋件達到所要求的斷面尺寸。上輥調整裝置也稱“壓下裝置”﹐有手動﹑電動和液壓三種。手動壓下裝置多用在型材軋機和小的軋機上。電動壓下裝置包括電動機﹑減速機﹑制動器﹑壓下螺絲﹑壓下螺母﹑壓下位置指示器﹑球面墊塊和測壓儀等部件﹔它的傳動效率低﹐運動部分的轉動慣性大﹐反應速度慢﹐調整精度低。70 年代以來﹐板帶軋機采用 AGC（厚度自動控制） 系統后﹐在新的帶材冷﹑熱軋機和厚板軋機上已采用液壓壓下裝置﹐具有板材厚度偏差小和產品合格率高等優點。上軋輥平衡裝置用于抬升上輥和防止軋件進出軋輥時受沖擊的裝置。形式有﹕彈簧式﹑多用在型材軋機上﹔重錘式﹐常用在軋輥移動量大的初軋機上﹔液壓式﹐多用在四輥板帶軋機上。為提高作業率﹐要求軋機換輥迅速﹑方便。換輥方式有 C 形鉤式﹑套筒式﹑小車式和整機架換輥式四種。用前兩種方式換輥靠吊車輔助操作﹐而整機架換輥需有兩套機架﹐此法多用于小的軋機。小車換輥適合于大的軋機﹐有利于自動化。目前﹐軋機上均采用快速自動換輥裝置﹐換一次軋輥只需 5 ～ 8 分鐘。傳動裝置由電動機﹑減速機﹑齒輪座和連接軸等組成。齒輪座將傳動力矩分送到兩個或幾個軋輥上。輔助設備包括軋制過程中一系列輔助工序的設備。如原料準備﹑加熱﹑翻鋼﹑剪切﹑矯直﹑冷卻﹑探傷﹑熱處理﹑酸洗等設備。起重運輸設備吊車﹑運輸車﹑輥道和移送機等。附屬設備有供﹑配電﹑軋輥車磨﹐潤滑﹐供﹑排水﹐供燃料﹐壓縮空氣﹐液壓﹐清除氧化鐵皮﹐機修﹐電修﹐排酸﹐油﹑水﹑酸的回收﹐以及環境保護等設備。軋機的命名按軋制品種﹑軋機型式和公稱尺寸來命名。“公稱尺寸”的原則對型材軋機而言﹐是以齒輪座人字齒輪節圓直徑命名﹔初軋機則以軋輥公稱直徑命名﹔板帶軋機是以工作軋輥輥身長度命名﹔鋼管軋機以生產最大管徑來命名。有時也以軋機發明者的名字來命名 （如森吉米爾軋機）。軋機的選擇按生產的產品品種﹑規格﹑質量和產量的要求來選定成品或半成品軋機的類型和尺寸﹐并配備必要的輔助﹑起重運輸和附屬設備﹐然后根據各種因素的要求最后加以平衡選定。軋機動力設施1590 年英國開始用水輪機拖動軋輥﹐直到 1790 年還有用水輪機配以石制飛輪拖動四輥式鋼板軋機的 （圖 4 水輪機拖動的鋼板軋機）。1798 年英國開始用蒸汽機拖動軋機。現代的軋機均為直流或交流電動機拖動﹐有單機拖動﹐也有通過齒輪成組拖動。軋機的分類軋機可按軋輥的排列和數目分類﹐可按機架的排列方式分類﹐也可按生產的產品分類﹐分別列于表 1 軋機按軋輥的排列和數目分類﹑表 2 軋機按機架排列方式分類和表 3 軋機按生產產品分類。軋機的發展現代軋機發展的趨向是連續化﹑自動化﹑專業化﹐產品質量高﹐消耗低。60 年代以來軋機在設計﹑研究和制造方面取得了很大的進展﹐使帶材冷熱軋機﹑厚板軋機﹑高速線材軋機﹑ H 型材軋機和連軋管機組等性能更加完善﹐并出現了軋制速度高達每秒鐘 115 米的線材軋機﹑全連續式帶材冷軋機﹑ 5500 毫米寬厚板軋機和連續式 H 型鋼軋機等一系列先進設備。軋機用的原料單重增大﹐液壓 AGC ﹑板形控制﹑電子計算器過程控制及測試手段越來越完善﹐軋制品種不斷擴大。一些適用于連續鑄軋﹑控制軋制等新軋制方法﹐以及適應新的產品質量要求和提高經濟效益的各種特殊結構的軋機都在發展中。（見彩圖 鞍山鋼鐵公司初軋廠連軋機組生產情景 ﹑ 初軋坯的定尺切斷設備── 2000 噸大剪 ﹑ 板坯初軋機在軋制板坯 ﹑ 上海第五鋼鐵廠初軋車間均熱爐出鋼 ﹑ 中國制造的 4200 毫米厚板軋機 ﹑ 寬厚鋼板的熱矯直機 ﹑ 鋼板粗軋機前的高壓水除鐵鱗機 ﹑ 2300 毫米鋼板軋機生產場面 ﹑ 1700 毫米帶鋼熱軋機主控室 ﹑ 帶鋼冷軋機正在生產 ﹑ 帶鋼冷軋機生產的成品──鋼卷 ﹑ 帶鋼的熱鍍鋅機組 ﹑ H 形寬邊工字鋼軋鋼機 ﹑ 中型軋鋼廠 ﹑ 型材定尺切斷的主要方法──熱鋸 ﹑ 大型軋鋼廠的鋼軌冷床 ﹑ 保證線材性能的線材散卷冷卻 ﹑ 軋制線材的新式 45° 無扭精軋機 ﹑ 小型軋鋼機的圍盤。橫列式小型軋機的重要輔助設備 ﹑ 線材軋機的成品收取設備──線材卷取機 ﹑ 軋制直徑 140 毫米無縫鋼管的自動軋管機 ﹑ 70 年代制成的大直徑鋼管﹐直徑 2540 毫米 ﹑ 現代管材生產方法之一──大直徑螺旋焊管 ﹑ 無縫鋼管廠保證鋼管尺寸精度的均整機 ﹑ 無縫鋼管坯正在穿孔 ﹑ 軋制箔材用的森吉米爾 20 輥軋機 ﹑ 火車車輪和輪箍軋機的工作情景 ﹑ 中國制造的大型鍛壓設備── 32000 噸水壓機 ﹑ 新型塑性加工設備──精鍛機 ﹑ 3000 噸臥式擠壓機 ﹑ 鋁箔軋機 ﹑ 品類繁多的軋輥﹐用于軋制各種產品 ﹑ 鋁連續鑄軋機）