廢鋼是鋼鐵工業的綠色原料混鐵爐施工專業運城，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混鐵爐施工專業運城，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?；瘧?。因此，混鐵爐施工專業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?；瘧醚芯浚辉诖嘶A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。

汽化冷卻是采用軟化水以汽化的方式（充分利用了水汽化潛熱大的優點）冷卻鋼鐵冶金設備并吸收大量的熱量從而產生蒸汽的裝置。其工作過程是，高溫煙氣通過汽化器（汽化煙道壁面），煙氣與汽化器存在著較大的溫差，發生熱傳遞， 高溫煙氣將自身的熱量傳遞給受熱面，同時自身溫度降低。受熱面另一側蒸發管中的水吸收煙氣熱量部分被蒸發，并在蒸發管內形成了汽水混合物。由于水蒸氣的密度相對與水較小，在壓強的作用下蒸氣在蒸發管內上升，通過上升管最終進入汽包，經過汽水分離，水蒸氣從汽包引出進入蓄熱器存儲，最后送入蒸汽管網供生產生活使用。同時水下降到蒸發管底部重新進入到汽化器的下聯箱內，補充的水供給蒸發管內繼續蒸發使用。如此反復循環，不斷冷卻高溫煙氣，產生蒸氣。優點（1）采用水冷卻時，一般用工業水，由于其硬度較高，所以管道易結垢， 結垢后傳熱系數變小，影響傳熱效果，同時使部分管道發生過熱燒壞。當采用汽化冷卻時，一般用軟水可以避免結垢，從而可延長水冷管的使用壽命，減小檢修的工作量。（2）用工業水冷卻時，冷卻水全部排放掉，其帶走的熱量全部流失，未得到回收利用，采用汽冷方式，不但達到冷卻了煙氣的目的，而且可以產生蒸氣回收大量熱能供生產、生活方面使用，如果蒸氣質量較好甚至可以用來發電， 極大的降低了煉鋼成本，有效的降低了能耗。同時也是貫徹治理三廢，綜合利用這一政策的部分措施。（3）從經濟的角度來看，汽化冷卻省水省電，綜合投資費用較少，而且返本較水冷快。

　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。

混鐵爐屬于鋼鐵冶金設備，主要應用在鋼鐵行業、冶金行業等。混鐵爐用來存貯并保溫由高爐冶煉出來的鐵水，可混合均勻不同高爐冶煉出來的不同溫度及化學成份的鐵水以使其供應給平爐或傳爐煉鋼之用。由爐門軸，爐門框，兩組滑動軸承和兩個桿狀配重組成，爐門框和爐門軸焊接在一起，爐門框為一個鋼板焊接的框架，其上部和左右各安有鋼制密封槽，槽內鑲嵌耐火纖維，框內嵌砌耐火磚，爐門軸兩端安放在兩組滑動軸承上，軸承座焊接在出鐵口兩側，在爐門軸的兩個端部各安裝一個桿狀配重，桿狀配重與爐門框之間有一固定夾角?；扈F爐一般分為300噸、600噸、900噸和1300噸，主要由：底座、爐體、傳動機構、回轉機構、開蓋機構、鼓風裝置、煤氣空氣管道、氣動送閘裝置、干油潤滑裝置、混鐵爐平臺、電氣系統等11部分組成。爐體是由可拆的側面凸起的端蓋和開有兌鐵水口、出鐵水口的圓筒組成筒體。爐體內砌有耐火材料，耐火材料與爐殼之間填有硅藻土料填料層，借以隔熱和緩沖爐襯受熱膨脹對爐殼產生的壓力，填料層向里砌有硅藻土磚用來隔熱，硅藻土磚里面是粘土磚，粘土磚里面是直接與鐵水接觸的工作層，工作層是用鎂磚砌筑的。對于600噸混鐵爐而言，爐襯的總厚度為650mm，其中填料層10mm，硅藻土磚層65mm。粘土磚層115mm，鎂碳磚層460mm。整個爐體的重量都通過接近筒體兩端的偏心箍圈，園輥組成的弧形輥道傳遞到直接固定在基礎上的支撐底座上?；扈F爐有兩種類型，一種為短身圓柱形，兌鐵口和出鐵口位于同一垂直平面;一種為長身圓柱形，兌鐵口和出鐵口相互錯開布置。混鐵爐容量范圍很大，可由200t至2800t，中國采用300t、600t、1300t三級容量的混鐵爐。確定所需要的混鐵爐容量，除要考慮鐵水需要量外，還要考慮鐵水在爐內的貯存時間以及爐子的充滿度等。一般按下式計算： Q=1.01PKT/24y式中P為1晝夜產鋼量，t/d;K為鐵水消耗，t/t;1.01為鐵水損失系數;y為充滿度，一般取0.65～0.77;T為平均鐵水貯存時間，一般取8h。

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。。

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。