鋼鐵行業的生產有三個流程岳陽專業轉爐成套工程制作，即高爐轉爐流程、電爐流程、特種熔煉。高爐、轉爐流程稱為長流程，生產的鋼稱為轉爐鋼，它是以鐵礦(590, -14.50, -2.40%)石和焦炭(1872, -37.50, -1.96%)為主要原料冶煉成鐵水，再由轉爐冶煉成鋼；電爐流程稱為短流程，生產的鋼稱為電爐鋼，它以廢鋼為主要原料冶煉成鋼。1工藝技術的比較分析轉爐流程和電爐流程是鋼鐵冶金行業兩個主要流程，其在煉鋼方面的主要差別在于：岳陽專業轉爐成套工程制作1) 所用主要鋼鐵料不同。轉爐煉鋼主要以鐵水為主要原料，還有一般15%左右的廢鋼，近一年多時間，由于廢鋼價格低，噸鋼利潤較高為轉爐煉鋼用高比例的廢鋼消耗提供了條件，廢鋼消耗比例大幅提高，有的甚至高達40%，但存在轉爐內熱量不足的問題，解決轉爐內熱量問題是提高廢鋼比的關鍵；電爐煉鋼主要以廢鋼為主要原料，還有鐵水(生鐵)、直接還原鐵，脫碳粒鐵、碳化鐵及復合金屬料等廢鋼替代品。2) 主要能源不同。轉爐煉鋼主要是鐵水的物理熱和化學熱；電弧爐煉主要是電弧的物理熱，廢鋼預熱的物理熱、加鐵水帶來的部分物理熱和化學熱。3) 主要操作目標不同。轉爐煉鋼是在給定的時間內完成脫碳、脫磷及溫度控制的冶金操作，實現成份（碳、磷）及溫度的命中；電爐煉鋼是在全廢鋼的條件下，在給定的時間內完成廢鋼的升溫、熔化和過熱等，加鐵水等廢鋼替代品的情況下，也有部分脫碳的要求。另外電弧爐煉鋼可分別控制成分和溫度。4) 工藝技術進步的方向不同。轉爐煉鋼主要是通過包括提高供氧強度的高效吹煉技術、碳及溫度中率的全自動化吹煉技術、岳陽專業轉爐成套工程制作不倒爐出鋼的快速出鋼技術、采用爐外處理和鐵水預處理減輕轉爐冶金負荷等措施，實現轉爐生產高效化；通過接近平衡的冶煉工藝、高效脫磷工藝、出鋼擋渣技術，實現產品的潔凈化，通過少渣冶煉與爐渣返回、使用合金元素熔融還原(Cr、Mn)礦、干法除塵用水減量化,煤氣余熱回收等技術，實現低成本及負能煉鋼。電爐煉鋼主要是通過強化供能（包括強化供電和輔助能源），采用“環境友好型” 廢鋼預熱系統預熱廢鋼和加鐵水工藝，增加物理熱和化學熱；采用不開爐蓋及出鋼時仍能通電的連續冶煉技術，有效地減少非通電時間；50%左右或更高的大留鋼量平熔池冶煉技術，減少冶煉過程電弧輻射對耐火材料的損害；降低電極消耗。以上技術的應用，縮短冶煉周期，實現高效化生產，降低噸鋼能耗。5) 冶金質量方面的差異。鋼中的殘余元素(Cu、Ni、Mo、As、Sb、Bi、Sn)不同，電弧爐煉鋼由于廢鋼多次循環使用，造成鋼中殘余元素含量高；鋼中氮含量不同，電弧爐煉鋼由于電弧區空氣電離增氮及原料中氮含量高，造成鋼中氮含量高。

廢鋼是鋼鐵工業的綠色原料，隨著取締“地條鋼”和國家對環保的嚴格要求，各大鋼鐵企業都在大力提高廢鋼比。目前，我國電爐鋼的比例還不到10%，轉爐流程仍是我國產鋼的主流程，因此有必要開發高效、清潔的轉爐流程提高廢鋼比技術。目前，轉爐流程大生產中采用的提高廢鋼比的手段主要有：廢鋼預熱（鐵水包預熱、轉爐爐前及爐后預熱等）、轉爐加入補熱劑（焦炭、焦丁、FeSi、SiC等）。但上述兩類提高廢鋼比的技術均有一定的不足：前者需要專門的加熱設備，后者往往以犧牲鋼水質量為代價。此外，國外還開發了KMS工藝，但因存在噴粉元件壽命短等不足，并沒有在大生產中廣泛應用。因此，如何在不污染鋼液的前提下提高轉爐廢鋼比，已成為亟須解決的關鍵共性難題。此外，單轉爐超40%的大廢鋼比技術也一直是冶金工作者關注的熱點課題。 轉爐二次燃燒氧槍是一種在不污染鋼液的前提下提高轉爐廢鋼比的技術。二次燃燒氧槍是在傳統煉鋼氧槍的基礎上，通過設計合理的副孔，使主孔射出氧氣射流進行脫碳反應，利用副孔射出的氧氣射流與爐內一氧化碳燃燒產生大量的熱量，使轉爐自身熱量得到較充分利用，進而提高轉爐廢鋼比。盡管國內外已對轉爐二次燃燒氧槍技術進行了大量研究，且有的已達到工業應用水平，但目前國外關于該技術在大工業生產中規模化應用的報道很少，而國內目前還未見該技術的大生產規模化應用。因此，有必要對二次燃燒氧槍技術進行深入研究并使其實現工業化應用。本文首先進行了提高廢鋼比的轉爐二次燃燒氧槍技術大生產規模化應用研究；在此基礎上，基于二次燃燒氧槍技術，研究者提出了一種廢鋼比超過40%的單轉爐大廢鋼比技術，并通過大生產試驗，驗證了其大生產應用的可行性，為其大生產規模化應用奠定了基礎。

轉爐自動化，工業自動化生產工藝。典型的氧氣轉爐自動化系統由過程控制計算機、微型計算機和各種自動檢測儀表、電子稱量裝置等部分組成。按設備配置和工藝流程分為供氧系統，主、副原料系統，副槍系統，煤氣回收系統，成分分析系統和計算機測控系統。有些大型的轉爐自動化系統除了有轉爐本身的控制系統外，還包括有鐵水預處理系統、鋼水脫氣處理系統和鑄錠控制系統等。氧氣轉爐冶煉周期短、產量高、反應復雜，但用人工控制鋼水終點溫度和含碳量的命中率不高，精度也較差。為了充分發揮氧氣轉爐快速冶煉的優越性，提高產量和質量，降低能耗和原料消耗，需要完善的自動化系統對它進行控制。供氧系統編輯在轉爐吹煉中，供氧系統主要用于控制吹氧量和氧槍位置(即氧槍與鋼水液面的距離)，完成以下功能： ①測量氧氣壓力、流量、氧耗量、氧純度等參數，并對氧流量進行閉環控制。②測量氧槍冷卻水溫度、壓力和流量。③采用電子邏輯或微型機控制裝置在吹煉不同階段改變氧槍位置，其定位精度為±10毫米。主、副原料系統編輯轉爐主原料（鐵水和廢鋼）和副原料(石灰、白云石、礦石、螢石、鐵皮等)的稱重誤差和成分誤差，直接影響煉鋼終點命中率和鋼的質量。這個統用以保證主、副原料的準確稱量。它包括 3個部分。①電子秤：用以對鐵水、廢鋼、鐵合金和鋼水進行稱重，并能自動去皮；②副原料稱重和上料控制：當高位料倉中的副原料用光時，可自動地將地下料倉的副原料送入高位料倉，它采用料位檢測器檢出料倉料位信號，用皮帶秤稱重，用電子邏輯或微型機控制上料；③副原料自動配料控制：根據人工設定和計算機設定的副原料的配比，入爐副原料由料斗秤稱量后自動按量裝入。副槍系統編輯吹煉過程中用于測量鋼水溫度和含碳量的檢測裝置,主要包括兩個部分。①測溫定碳裝置:它由測溫定碳和測液面復合探頭、溫度和碳變送器、微型機和陰極射線管顯示器等組成。測試時，副槍將探頭插入鋼水內測溫、取樣，測出的溫度和含碳量信號經微型機處理后，在顯示器上顯示并傳送到過程計算機。②副槍順序控制裝置：它由探頭、電子邏輯線路或微型機構成。副槍系統自動給出所需的探頭，自動裝探頭，檢查探頭是否接通，然后自動快速下槍，移動到變速點時則由快速改成慢速，當移動到測試點時便準確停車，定位精度為±10毫米。待取樣完成后，快速提升，到變速點時改為慢速提升，到達最高點時則自動停車。待定碳信號出現后，則自動拔掉舊探頭。煤氣回收系統編輯用以保證煤氣回收正常運行，它由各種變送器、分析儀和微型機組成。首先進行爐口微壓差（±50帕）測量和自動控制，爐中微壓差經變送器變成標準電信號后,由調節器控制煤氣管道的閘板閥,使爐口保持正壓，防止吸入空氣。其次進行煤氣中CO、O2含量的分析和CO回收的自動控制，采用紅外線CO分析儀、磁氧分析儀(精度為±1%)或質譜儀分析CO、O2含量,用可編程序控制器來控制煤氣回收的操作。最后進行煤氣流量測量。所用方法是先在廢氣管道中取出差壓信號，然后再用差壓變送器將此信號變為電信號進行測量。成分分析系統編輯用直讀光譜儀或 X熒光分析儀來分析鐵水和鋼水的成分。 X熒光還能分析礦石、爐渣的成分。專用計算機對分析值進行處理后將結果打印出來，并將它們傳送到過程控制計算機，為控制作準備。鋼水中的溶氧量則用氧化鋯定氧探頭測出。

鋼、鐵一般都采用高溫冶金方法冶煉。鋼鐵冶煉機械包括煉鐵的高爐及其配套機械、煉鋼的平爐和轉爐、電弧爐、爐外精煉設備、鑄錠設備以及冶金車輛等。高爐及其配套機械 將鐵礦石或人造富礦連續煉成生鐵的鼓風豎爐稱為高爐。它的外形像一個堅式的圓筒，由耐火材料及金屬殼體組成,為高爐及其配套機械的布置。原料從貯礦槽經稱量后由高爐機械的料斗或帶式輸送機送到爐頂，分批均勻地置入爐內。經熱風爐預熱的空氣由風口鼓入爐內，使燃料燃燒加熱爐料并使之分解和還原，從而得到生鐵。鐵水從出鐵口放出，經鐵水溝和流嘴進入鐵水罐中，運往鋼廠或由鑄鐵機鑄成鐵塊。從爐頂導出的煤氣，經煤氣凈化系統處理后可作為燃料。為強化冶煉，除采用外燃式熱風爐提高風溫、加大風量或采用綜合鼓風（包括噴吹燃料、富氧鼓風和脫濕鼓風）外，提高爐頂壓力也能增加產量和降低焦碳消耗。新建的高爐廣泛采用鐘閥密封式或無料鐘式高壓爐頂。采用無料鐘式高壓爐頂后，爐頂高度和重量均可相應降低一半左右。高爐容積也達5500米3左右（日產生鐵1萬余噸）。高爐生產的大型化、連續化,要求有較高的機械化和自動化程度,須采用開、堵出鐵口機和換風口機等配套高爐機械。煉鋼平爐按結構形式可分為傾動式和固定式兩種。傾動式平爐因熔煉室可前后傾動，具有操作靈活和分罐出鋼的特點，但結構較復雜，故一般均采用固定式平爐。固定式平爐的特點與傾動式平爐相反。平爐熔煉范圍一般為100～650噸。20世紀70年代開始采用埋入式氧槍，加大供氧強度，縮短了冶煉時間.煉鋼轉爐鼓入空氣或工業純氧，使氧氣與液態鐵水中的碳、硅、錳等元素氧化，以調整鋼水的化學成分，并利用氧化時產生的熱量來煉鋼的設備。鼓入空氣的轉爐，因煉出的鋼質量差,已較少應用。圖2為轉爐的外形及其配套機械。煉鋼所需的造渣劑可從爐頂料倉卸下，經稱量后通過密封料倉和流槽加入轉爐內。整個轉爐爐體由圓環形托圈支承，托圈兩端的軸由軸承支承。托圈軸與傳動機構聯接后能使爐體繞軸線作360°回轉,以適應轉爐加料、出鋼、出渣等工藝要求。轉爐傳動機構的結構形式有落地式、半懸掛式或全懸掛的多點嚙合式等，以全懸掛的多點嚙合式較為普遍。為了提高轉爐爐座利用率，轉爐爐體也可做成更換式的。 為了防止環境污染和節約能源，在冶煉時從轉爐爐口逸出的、含有較多煙塵和大量CO高溫爐氣，經余熱利用煙道生產蒸汽，又經過能回收CO和降低煙氣含塵量的除塵系統，使煙氣符合排放標準。轉爐依氧氣噴口在爐體的位置不同可分為頂吹、底吹和側吹幾種，但側吹轉爐應用較少。氧氣頂吹轉爐在爐口插入水冷氧槍（噴口）供工業純氧，并以超音速氣流噴入熔池進行攪拌和反應。吹轉爐的容量已達400噸,并有更大型的轉爐正在籌建中。底吹轉爐的噴口設置在爐底，噴口數目可根據工藝要求而定。噴口型式有透氣（或毛細管式）耐火磚和同心套管式兩種。為延長同心套管式噴口壽命，套管之間的環縫可噴入碳氫化合物作為冷卻介質，噴口也可在噴入氧氣流時帶入粉狀造渣劑提前化渣去除硫、磷。底吹轉爐較適用于高磷鐵水的冶煉。頂吹轉爐上結合底吹轉爐的優點，將部分氧氣或惰性氣體從爐底噴入，便成為頂底復合吹煉的轉爐，效果較好。為了適應氧化轉爐快速操作和環境保護的要求，現代轉爐還配有相應的裝料、出鋼、出渣、渣處理、煙氣凈化、污水處理和綜合利用等配套設備，同時也采用計算機控制，以提高生產的經濟效益。電弧爐利用電能通過石墨制的電極與金屬爐料之間產生電弧所生成的熱量進行熔化爐料。電弧爐由爐體、傳動裝置、供電系統和控制設備等組成。爐體結構依裝料形式不同，可分為爐身開出式、爐蓋旋轉式和爐蓋開出式幾種。為了出鋼方便，整個爐體可作前后傾動。電極的夾持和升降機構安裝在爐體的側面,為了調整電弧長度,升降機構能自動調節。為了提高鋼的質量，常在爐底下部裝設電磁攪拌器，使鋼流按需要方向流動。電弧爐容量一般為10～360噸。為了提高生產能力和縮短熔煉時間，電弧爐正向超高功率方向發展。爐外精煉為提高鋼液質量，可將煉鋼爐初煉的鋼液在煉鋼爐外精煉。爐外精煉有真空脫氣、鋼包精煉、噴射冶金等方法。① 真空脫氣:利用氣相壓力降低而使鋼中溶解的氣體析出。真空脫氣有座包脫氣法、滴流脫氣法、提升除氣(D-H)法、循環除氣(R-H)法等。提升除氣法和循環除氣法應用較為普遍。提升除氣法 是靠真空室和鋼水罐的垂直往復相對運動，使鋼液分批進入負壓 66.6～133帕的真空室處理，小批量的鋼液吞吐過程即為除氣攪拌過程，處理容量約為鋼水罐容量的1/12～1/6。提升除氣法的真空室頂部裝有電熱裝置,可減少鋼液的溫度降。在處理后期，可通過特殊的合金料罐加入鐵合金。循環除氣法 是將真空室下端的二根管子插入鋼液中進行，先在左側的上升管內導入少量氬氣或其他惰性氣體。氣體經鋼液高溫加熱而產生熱膨脹，不斷膨脹的向上流動的氣體使鋼液上升進入真空室而濺成微粒，從而獲得充分除氣，除氣后的鋼液沿右側下降管流回鋼水罐，使鋼液在罐內充分攪拌。經循環除氣后的鋼液純度高，溫度和成分也較均勻。真空室可容鋼量約為1～2噸。整個設備支承在平行的四聯桿機構上，能在不同容量的鋼水罐上工作。② 鋼包精煉:將鋼液電弧加熱、真空脫氣、吹氬或電磁攪拌、合金化、脫硫等多種工藝均移入鋼包內進行的精煉方法。③ 噴射冶金:將粉狀精煉劑，合金劑以流態化狀態吹入鋼液內部的精煉方法。主要設備有噴粉罐和可升降的噴槍架等。鑄錠設備將鋼液鑄成坯錠的設備。鑄錠分為鋼錠模鑄錠和連續鑄錠兩種工藝。連續鑄錠能提高鋼材成材率，降低能耗，簡化傳統的鋼錠模鑄錠的準備和脫模等工序,為鋼鐵工業的生產連續化創造條件。圖7為連續鑄錠的工藝流程和設備。設備的主要結構型式有立式、立彎式、弧式和水平式等，以弧式應用較為廣泛。熱狀態下設備變形和防止漏鋼是設備制造和操作中的關鍵環節。為了加快處理漏鋼事故，關鍵設備應能迅速整體吊裝更換。連續鑄錠的發展趨向是：提高澆鑄速度和設備利用率，快速變換結晶器的斷面尺寸，用計算機控制提高連續澆鑄能力等。有色金屬的火法冶煉機械在高溫條件下利用燃燒或電產生的熱能，將礦石或精礦中的金屬分離并提煉出來的機械。表列出主要的有色金屬冶煉設備及其特點。此外尚有感應電爐、電弧爐、真空自耗電爐、電子束熔煉爐、等離子熔煉爐等，以及類似于電化學設備的電解熔煉槽和熔鹽電解槽等。

有觀點認為，由于標準比較高，不排除一些企業知難而退，如果企業的規模效益不足以覆蓋改造的投入，可能退出市場，這在一定程度上意味著鋼鐵行業的重新洗牌。我國煉鋼技術的巨大變革離不開技術創新。幾十年來，我國鋼鐵工業始終遵循引進、消化、再創新的科技發展方針大力開展煉鋼工藝技術創新，通過引進國外先進生產設備，消化吸收國外先進生產經驗，逐步建立起新的技術理念，并結合國內實際情況和各鋼廠的具體實踐進行再創新。一是濺渣護爐與長壽復吹工藝。濺渣護爐是美國發明的一項重大工藝技術，將轉爐爐齡從2000爐提高到10000爐以上。我國是全世界最早引進該項先進技術的國家，并在全國范圍內大量推廣。國內學者首先研究證明不同煉鋼產品和生產工藝所形成的濺渣層及與爐襯相結合的機理完全不同，由此提出低碳高FeO高MgO爐渣（美國發明）和高碳低FeO高堿度爐渣兩種濺渣工藝，分別適合于低碳鋼和中高碳鋼冶煉，完善并發展了濺渣護爐工藝；進一步優化大中小各類轉爐的濺渣操作，解決了爐膛變形和爐口大量粘渣的技術難題。我國自主研發了利用濺渣護爐形成透氣性蘑菇頭保護復吹轉爐底部噴嘴的工藝技術，解決了復吹轉爐底部噴嘴壽命無法與濺渣后轉爐壽命同步的世界性難題。通過這些技術創新，我國轉爐爐齡普遍超過10000爐，最高達到30000爐，底吹噴嘴壽命基本與濺渣后轉爐壽命同步，整個爐役期內終點鋼水[C]·[O]在0.0023%~0.0027%波動。

　1、高溫熔融物爆炸（1）鋼水、鐵水、鋼渣以及煉鋼爐爐底的熔渣都是高溫熔融物，與水接觸就會發生爆炸。當1 kg水完全變成蒸汽后，其體積要增大約1500倍，破壞力極大。（2）煉鋼爐、鋼水罐、鐵水罐、中間罐、渣罐漏鋼、漏渣及傾翻時發生爆炸；往潮濕的鋼水罐、鐵水罐、中間罐、渣罐中盛裝鋼水、鐵水、液渣時發生爆炸；向有潮濕廢物及積水的罐坑、渣坑中放熱罐、放渣、翻渣時引起的爆炸；向煉鋼爐內加入潮濕料時引起的爆炸；鑄鋼系統漏鋼與潮濕地面接觸發生爆炸。2、水冷系統漏水爆炸煉鋼工藝設備多屬高溫作業，故水冷系統較多，如轉爐煙罩、爐口水冷系統、RH水冷系統、連鑄機結晶器的水冷系統等，易發的故障是水冷系統泄漏、與高溫液體易發生爆炸的危險煉鋼廠因為熔融物遇水爆炸的情況主要有：轉爐氧槍，轉爐的煙罩，連鑄機的結晶器的高、中壓冷卻水大漏，穿透熔融物而爆炸；煉鋼爐、精煉爐、連鑄結晶器的水冷件因為回水堵塞，造成繼續受熱而引起爆炸。