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(chǎn)過(guò)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(jīng)過(guò)選礦，除去其它雜質(zhì)，提高鐵礦石的品位，然后經(jīng)破碎、磨粉、燒結(jié)，才可以送入高爐冶煉。焦炭的作用是提供熱量并產(chǎn)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(zhì)分開(kāi)。煉鐵的主要設(shè)備是高爐。冶煉時(shí)，鐵礦石、焦炭、和石灰石從爐頂進(jìn)料口由上而下加入，同時(shí)將熱空氣從進(jìn)風(fēng)口由下而上鼓入爐內(nèi)，在高溫下，反應(yīng)物充分接觸反應(yīng)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(shuō)把金屬活動(dòng)性比鐵強(qiáng) 的金屬和礦石混合后高溫也可煉出鐵來(lái)）裝入高爐中冶煉，去掉雜質(zhì)而得到金屬鐵（生鐵）?；玖鞒?高爐冶煉是把鐵礦石還原成生鐵的連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程。鐵礦石、焦炭和熔劑等固體原料按規(guī)定配料比由爐頂裝料裝置分批送入高爐，并使?fàn)t喉料面保持一定的高度。焦炭和礦石在爐內(nèi)形成交替分層結(jié)構(gòu)。爐前操作一、爐前操作的任務(wù)1、利用開(kāi)口機(jī)、泥炮、堵渣機(jī)等專用設(shè)備和各種工具，按規(guī)定的時(shí)間分別打開(kāi)渣、鐵口（現(xiàn)今渣鐵口合二為一），放出渣、鐵，并經(jīng)渣鐵溝分別流入渣、鐵罐內(nèi)，渣鐵出完后封堵渣、鐵口，以保證高爐生產(chǎn)的連續(xù)進(jìn)行。2.完成渣、鐵口和各種爐前專用設(shè)備的維護(hù)工作。3、制作和修補(bǔ)撇渣器、出鐵主溝及渣、鐵溝。4、更換風(fēng)、渣口等冷卻設(shè)備及清理渣鐵運(yùn)輸線等一系列與出渣出鐵相關(guān)的工作。高爐基本操作制度:高爐爐況穩(wěn)定順行：一般是指爐內(nèi)的爐料下降與煤氣流上升均勻，爐溫穩(wěn)定充沛，生鐵合格，高產(chǎn)低耗。操作制度：根據(jù)高爐具體條件(如高爐爐型、設(shè)備水平、原料條件、生產(chǎn)計(jì)劃及品種指標(biāo)要求)制定的高爐操作準(zhǔn)則。高爐基本操作制度：裝料制度、送風(fēng)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(nèi)砌耐火磚內(nèi)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(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)良好，工藝 簡(jiǎn)單 ，生產(chǎn)量大，勞動(dòng)生產(chǎn)效率高，能耗低等優(yōu)點(diǎn)，故這種方法生產(chǎn)的鐵占世界鐵總產(chǎn)量的絕大部分。高爐生產(chǎn)時(shí)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(fēng)口吹入經(jīng)預(yù)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(nèi)上升過(guò)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(zhì)和石灰石等熔劑結(jié)合生成爐渣，從渣口排出。產(chǎn)生的煤氣從爐頂排出，經(jīng)除塵后，作為熱風(fēng)爐、加熱爐、焦?fàn)t、鍋爐等的燃料。高爐冶煉的主要產(chǎn)品是生鐵 ，還有副產(chǎn)品高爐渣和高爐煤氣。高爐熱風(fēng)爐熱風(fēng)爐是為高爐加熱鼓風(fēng)的設(shè)備，是現(xiàn)代高爐不可缺少的重要組成部分。提高風(fēng)溫可以通過(guò)提高煤氣熱值、優(yōu)化熱風(fēng)爐及送風(fēng)管道結(jié)構(gòu)、預(yù)熱煤氣和助燃空氣、改善熱風(fēng)爐操作等技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)。理論研究和生實(shí)踐表明，采用優(yōu)化的熱風(fēng)爐結(jié)構(gòu)、提高熱風(fēng)爐熱效率、延長(zhǎng)熱風(fēng)爐壽命是提高風(fēng)溫的有效途徑。鐵水罐車(chē)鐵水罐車(chē)用于運(yùn)送鐵水，實(shí)現(xiàn)鐵水在脫硫跨與加料跨之間的轉(zhuǎn)移或放置在混鐵爐下，用于高爐或混鐵爐等出鐵。

　3、氧氣爆炸氧槍系統(tǒng)是由氧槍、氧氣管網(wǎng)、水冷管網(wǎng)、高壓水泵房、一次儀表室、卷?yè)P(yáng)及測(cè)控儀表等組成，如使用、維護(hù)不當(dāng)，會(huì)發(fā)生燃爆事故。氧氣管網(wǎng)如有銹渣、脫脂不凈，容易發(fā)生氧氣爆炸事故氧槍中氧氣的壓力過(guò)低，可造成氧槍噴孔堵塞，引起高溫熔池產(chǎn)生的燃?xì)獾构嗷鼗鸲l(fā)生燃爆事故。4、煤氣中毒（1）轉(zhuǎn)爐煤氣極具毒性，若回收系統(tǒng)不嚴(yán)密發(fā)生泄露、檢修作業(yè)未可靠隔斷煤氣均可能發(fā)生煤氣中毒事故。（2）煉鋼場(chǎng)大量使用烘烤器、烘烤鋼包、中間包，若烘烤器熄火，煤氣泄露，或管道破損泄露煤氣，也可能發(fā)生煤氣中毒事故。

鋼、鐵一般都采用高溫冶金方法冶煉。鋼鐵冶煉機(jī)械包括煉鐵的高爐及其配套機(jī)械、煉鋼的平爐和轉(zhuǎn)爐、電弧爐、爐外精煉設(shè)備、鑄錠設(shè)備以及冶金車(chē)輛等。高爐及其配套機(jī)械 將鐵礦石或人造富礦連續(xù)煉成生鐵的鼓風(fēng)豎爐稱為高爐。它的外形像一個(gè)堅(jiān)式的圓筒，由耐火材料及金屬殼體組成,為高爐及其配套機(jī)械的布置。原料從貯礦槽經(jīng)稱量后由高爐機(jī)械的料斗或帶式輸送機(jī)送到爐頂，分批均勻地置入爐內(nèi)。經(jīng)熱風(fēng)爐預(yù)熱的空氣由風(fēng)口鼓入爐內(nèi)，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(jīng)鐵水溝和流嘴進(jìn)入鐵水罐中，運(yùn)往鋼廠或由鑄鐵機(jī)鑄成鐵塊。從爐頂導(dǎo)出的煤氣，經(jīng)煤氣凈化系統(tǒng)處理后可作為燃料。為強(qiáng)化冶煉，除采用外燃式熱風(fēng)爐提高風(fēng)溫、加大風(fēng)量或采用綜合鼓風(fēng)（包括噴吹燃料、富氧鼓風(fēng)和脫濕鼓風(fēng)）外，提高爐頂壓力也能增加產(chǎn)量和降低焦碳消耗。新建的高爐廣泛采用鐘閥密封式或無(wú)料鐘式高壓爐頂。采用無(wú)料鐘式高壓爐頂后，爐頂高度和重量均可相應(yīng)降低一半左右。高爐容積也達(dá)5500米3左右（日產(chǎn)生鐵1萬(wàn)余噸）。高爐生產(chǎn)的大型化、連續(xù)化,要求有較高的機(jī)械化和自動(dòng)化程度,須采用開(kāi)、堵出鐵口機(jī)和換風(fēng)口機(jī)等配套高爐機(jī)械。煉鋼平爐按結(jié)構(gòu)形式可分為傾動(dòng)式和固定式兩種。傾動(dòng)式平爐因熔煉室可前后傾動(dòng)，具有操作靈活和分罐出鋼的特點(diǎn)，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，故一般均采用固定式平爐。固定式平爐的特點(diǎn)與傾動(dòng)式平爐相反。平爐熔煉范圍一般為100～650噸。20世紀(jì)70年代開(kāi)始采用埋入式氧槍，加大供氧強(qiáng)度，縮短了冶煉時(shí)間.煉鋼轉(zhuǎn)爐鼓入空氣或工業(yè)純氧，使氧氣與液態(tài)鐵水中的碳、硅、錳等元素氧化，以調(diào)整鋼水的化學(xué)成分，并利用氧化時(shí)產(chǎn)生的熱量來(lái)煉鋼的設(shè)備。鼓入空氣的轉(zhuǎn)爐，因煉出的鋼質(zhì)量差,已較少應(yīng)用。圖2為轉(zhuǎn)爐的外形及其配套機(jī)械。煉鋼所需的造渣劑可從爐頂料倉(cāng)卸下，經(jīng)稱量后通過(guò)密封料倉(cāng)和流槽加入轉(zhuǎn)爐內(nèi)。整個(gè)轉(zhuǎn)爐爐體由圓環(huán)形托圈支承，托圈兩端的軸由軸承支承。托圈軸與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)聯(lián)接后能使?fàn)t體繞軸線作360°回轉(zhuǎn),以適應(yīng)轉(zhuǎn)爐加料、出鋼、出渣等工藝要求。轉(zhuǎn)爐傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式有落地式、半懸掛式或全懸掛的多點(diǎn)嚙合式等，以全懸掛的多點(diǎn)嚙合式較為普遍。為了提高轉(zhuǎn)爐爐座利用率，轉(zhuǎn)爐爐體也可做成更換式的。 為了防止環(huán)境污染和節(jié)約能源，在冶煉時(shí)從轉(zhuǎn)爐爐口逸出的、含有較多煙塵和大量CO高溫爐氣，經(jīng)余熱利用煙道生產(chǎn)蒸汽，又經(jīng)過(guò)能回收CO和降低煙氣含塵量的除塵系統(tǒng)，使煙氣符合排放標(biāo)準(zhǔn)。轉(zhuǎn)爐依氧氣噴口在爐體的位置不同可分為頂吹、底吹和側(cè)吹幾種，但側(cè)吹轉(zhuǎn)爐應(yīng)用較少。氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐在爐口插入水冷氧槍（噴口）供工業(yè)純氧，并以超音速氣流噴入熔池進(jìn)行攪拌和反應(yīng)。吹轉(zhuǎn)爐的容量已達(dá)400噸,并有更大型的轉(zhuǎn)爐正在籌建中。底吹轉(zhuǎn)爐的噴口設(shè)置在爐底，噴口數(shù)目可根據(jù)工藝要求而定。噴口型式有透氣（或毛細(xì)管式）耐火磚和同心套管式兩種。為延長(zhǎng)同心套管式噴口壽命，套管之間的環(huán)縫可噴入碳?xì)浠衔镒鳛槔鋮s介質(zhì)，噴口也可在噴入氧氣流時(shí)帶入粉狀造渣劑提前化渣去除硫、磷。底吹轉(zhuǎn)爐較適用于高磷鐵水的冶煉。頂吹轉(zhuǎn)爐上結(jié)合底吹轉(zhuǎn)爐的優(yōu)點(diǎn)，將部分氧氣或惰性氣體從爐底噴入，便成為頂?shù)讖?fù)合吹煉的轉(zhuǎn)爐，效果較好。為了適應(yīng)氧化轉(zhuǎn)爐快速操作和環(huán)境保護(hù)的要求，現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐還配有相應(yīng)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(shè)備，同時(shí)也采用計(jì)算機(jī)控制，以提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。電弧爐利用電能通過(guò)石墨制的電極與金屬爐料之間產(chǎn)生電弧所生成的熱量進(jìn)行熔化爐料。電弧爐由爐體、傳動(dòng)裝置、供電系統(tǒng)和控制設(shè)備等組成。爐體結(jié)構(gòu)依裝料形式不同，可分為爐身開(kāi)出式、爐蓋旋轉(zhuǎn)式和爐蓋開(kāi)出式幾種。為了出鋼方便，整個(gè)爐體可作前后傾動(dòng)。電極的夾持和升降機(jī)構(gòu)安裝在爐體的側(cè)面,為了調(diào)整電弧長(zhǎng)度,升降機(jī)構(gòu)能自動(dòng)調(diào)節(jié)。為了提高鋼的質(zhì)量，常在爐底下部裝設(shè)電磁攪拌器，使鋼流按需要方向流動(dòng)。電弧爐容量一般為10～360噸。為了提高生產(chǎn)能力和縮短熔煉時(shí)間，電弧爐正向超高功率方向發(fā)展。爐外精煉為提高鋼液質(zhì)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(huán)除氣(R-H)法等。提升除氣法和循環(huán)除氣法應(yīng)用較為普遍。提升除氣法 是靠真空室和鋼水罐的垂直往復(fù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使鋼液分批進(jìn)入負(fù)壓 66.6～133帕的真空室處理，小批量的鋼液吞吐過(guò)程即為除氣攪拌過(guò)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(guò)特殊的合金料罐加入鐵合金。循環(huán)除氣法 是將真空室下端的二根管子插入鋼液中進(jìn)行，先在左側(cè)的上升管內(nèi)導(dǎo)入少量氬氣或其他惰性氣體。氣體經(jīng)鋼液高溫加熱而產(chǎn)生熱膨脹，不斷膨脹的向上流動(dòng)的氣體使鋼液上升進(jìn)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(cè)下降管流回鋼水罐，使鋼液在罐內(nèi)充分?jǐn)嚢?。?jīng)循環(huán)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(gè)設(shè)備支承在平行的四聯(lián)桿機(jī)構(gòu)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(nèi)進(jìn)行的精煉方法。③ 噴射冶金:將粉狀精煉劑，合金劑以流態(tài)化狀態(tài)吹入鋼液內(nèi)部的精煉方法。主要設(shè)備有噴粉罐和可升降的噴槍架等。鑄錠設(shè)備將鋼液鑄成坯錠的設(shè)備。鑄錠分為鋼錠模鑄錠和連續(xù)鑄錠兩種工藝。連續(xù)鑄錠能提高鋼材成材率，降低能耗，簡(jiǎn)化傳統(tǒng)的鋼錠模鑄錠的準(zhǔn)備和脫模等工序,為鋼鐵工業(yè)的生產(chǎn)連續(xù)化創(chuàng)造條件。圖7為連續(xù)鑄錠的工藝流程和設(shè)備。設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)型式有立式、立彎式、弧式和水平式等，以弧式應(yīng)用較為廣泛。熱狀態(tài)下設(shè)備變形和防止漏鋼是設(shè)備制造和操作中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為了加快處理漏鋼事故，關(guān)鍵設(shè)備應(yīng)能迅速整體吊裝更換。連續(xù)鑄錠的發(fā)展趨向是：提高澆鑄速度和設(shè)備利用率，快速變換結(jié)晶器的斷面尺寸，用計(jì)算機(jī)控制提高連續(xù)澆鑄能力等。有色金屬的火法冶煉機(jī)械在高溫條件下利用燃燒或電產(chǎn)生的熱能，將礦石或精礦中的金屬分離并提煉出來(lái)的機(jī)械。表列出主要的有色金屬冶煉設(shè)備及其特點(diǎn)。此外尚有感應(yīng)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(lèi)似于電化學(xué)設(shè)備的電解熔煉槽和熔鹽電解槽等。

轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化，工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)工藝。典型的氧氣轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化系統(tǒng)由過(guò)程控制計(jì)算機(jī)、微型計(jì)算機(jī)和各種自動(dòng)檢測(cè)儀表、電子稱量裝置等部分組成。按設(shè)備配置和工藝流程分為供氧系統(tǒng)，主、副原料系統(tǒng)，副槍系統(tǒng)，煤氣回收系統(tǒng)，成分分析系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)。南寧定制混鐵爐托輥制作有些大型的轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化系統(tǒng)除了有轉(zhuǎn)爐本身的控制系統(tǒng)外，還包括有鐵水預(yù)處理系統(tǒng)、鋼水脫氣處理系統(tǒng)和鑄錠控制系統(tǒng)等。氧氣轉(zhuǎn)爐冶煉周期短、產(chǎn)量高、反應(yīng)復(fù)雜，但用人工控制鋼水終點(diǎn)溫度和含碳量的命中率不高，精度也較差。為了充分發(fā)揮氧氣轉(zhuǎn)爐快速冶煉的優(yōu)越性，提高產(chǎn)量和質(zhì)量，降低能耗和原料消耗，需要完善的自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)它進(jìn)行控制。供氧系統(tǒng)編輯在轉(zhuǎn)爐吹煉中，供氧系統(tǒng)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(cè)量氧氣壓力、流量、氧耗量、氧純度等參數(shù)，并對(duì)氧流量進(jìn)行閉環(huán)控制。②測(cè)量氧槍冷卻水溫度、壓力和流量。③采用電子邏輯或微型機(jī)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(tǒng)編輯轉(zhuǎn)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(diǎn)命中率和鋼的質(zhì)量。這個(gè)統(tǒng)用以保證主、副原料的準(zhǔn)確稱量。南寧定制混鐵爐托輥制作它包括 3個(gè)部分。①電子秤：用以對(duì)鐵水、廢鋼、鐵合金和鋼水進(jìn)行稱重，并能自動(dòng)去皮；②副原料稱重和上料控制：當(dāng)高位料倉(cāng)中的副原料用光時(shí)，可自動(dòng)地將地下料倉(cāng)的副原料送入高位料倉(cāng)，它采用料位檢測(cè)器檢出料倉(cāng)料位信號(hào)，用皮帶秤稱重，用電子邏輯或微型機(jī)控制上料；③副原料自動(dòng)配料控制：根據(jù)人工設(shè)定和計(jì)算機(jī)設(shè)定的副原料的配比，入爐副原料由料斗秤稱量后自動(dòng)按量裝入。副槍系統(tǒng)編輯吹煉過(guò)程中用于測(cè)量鋼水溫度和含碳量的檢測(cè)裝置,主要包括兩個(gè)部分。①測(cè)溫定碳裝置:它由測(cè)溫定碳和測(cè)液面復(fù)合探頭、溫度和碳變送器、微型機(jī)和陰極射線管顯示器等組成。測(cè)試時(shí)，副槍將探頭插入鋼水內(nèi)測(cè)溫、取樣，測(cè)出的溫度和含碳量信號(hào)經(jīng)微型機(jī)處理后，在顯示器上顯示并傳送到過(guò)程計(jì)算機(jī)。②副槍順序控制裝置：它由探頭、電子邏輯線路或微型機(jī)構(gòu)成。副槍系統(tǒng)自動(dòng)給出所需的探頭，自動(dòng)裝探頭，檢查探頭是否接通，然后自動(dòng)快速下槍，移動(dòng)到變速點(diǎn)時(shí)則由快速改成慢速，當(dāng)移動(dòng)到測(cè)試點(diǎn)時(shí)便準(zhǔn)確停車(chē)，定位精度為±10毫米。待取樣完成后，快速提升，到變速點(diǎn)時(shí)改為慢速提升，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)則自動(dòng)停車(chē)。待定碳信號(hào)出現(xiàn)后，則自動(dòng)拔掉舊探頭。煤氣回收系統(tǒng)編輯用以保證煤氣回收正常運(yùn)行，它由各種變送器、分析儀和微型機(jī)組成。首先進(jìn)行爐口微壓差（±50帕）測(cè)量和自動(dòng)控制，爐中微壓差經(jīng)變送器變成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)后,由調(diào)節(jié)器控制煤氣管道的閘板閥,使?fàn)t口保持正壓，防止吸入空氣。其次進(jìn)行煤氣中CO、O2含量的分析和CO回收的自動(dòng)控制，采用紅外線CO分析儀、磁氧分析儀(精度為±1%)或質(zhì)譜儀分析CO、O2含量,用可編程序控制器來(lái)控制煤氣回收的操作。最后進(jìn)行煤氣流量測(cè)量。所用方法是先在廢氣管道中取出差壓信號(hào)，然后再用差壓變送器將此信號(hào)變?yōu)殡娦盘?hào)進(jìn)行測(cè)量。成分分析系統(tǒng)編輯用直讀光譜儀或 X熒光分析儀來(lái)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(jì)算機(jī)對(duì)分析值進(jìn)行處理后將結(jié)果打印出來(lái)，并將它們傳送到過(guò)程控制計(jì)算機(jī)，為控制作準(zhǔn)備。鋼水中的溶氧量則用氧化鋯定氧探頭測(cè)出。