摘要相比較電爐而言，近十年來，我國轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)流程工藝與裝備技術(shù)的進(jìn)步幅度是明顯的。而未來，這種生產(chǎn)流程結(jié)構(gòu)不盡合理的現(xiàn)象亦會逐步改變。近年來，我國轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量占粗鋼總產(chǎn)量的比例日益增強(qiáng)，2003年我國轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)爐鋼比過高。未來我國這種鋼鐵生產(chǎn)流程結(jié)構(gòu)不盡合理的現(xiàn)象會隨著我國資源條件、市場需求變化和綠色低碳環(huán)境的需求而逐步改變。相比較而言，近十年來，我國轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)流程工藝與裝備技術(shù)的進(jìn)步幅度更加明顯。1、轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀目前，轉(zhuǎn)爐煉鋼仍是世界上最主要的煉鋼方法，其鋼產(chǎn)量占世界鋼總產(chǎn)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(chǎn)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(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量的增長提供了良好條件。因此，轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量近年來獲得了快速增長。2905年我國轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量為3.14億噸，到2013年提高到7.65億噸。隨著轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量的增加，轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)工藝技術(shù)也得到迅速發(fā)展。轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)進(jìn)步主要體現(xiàn)在以下幾個方面。1.1、轉(zhuǎn)爐裝備日趨大型化2001年我國100噸以上大型轉(zhuǎn)爐只有30座，產(chǎn)能為3602萬噸。至2013年增長到345座，產(chǎn)能超過5.08億噸，13年間大型轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)能力增長了14倍。其中300噸轉(zhuǎn)爐從3座增加到11座，產(chǎn)能從678萬噸增長到2759萬噸以上。從數(shù)量上來看，我國現(xiàn)有轉(zhuǎn)爐中以100-199噸的轉(zhuǎn)爐數(shù)量最多，而200噸及以上的轉(zhuǎn)爐數(shù)量最少，我國仍然保有一定數(shù)量的30噸以下的轉(zhuǎn)爐。因此，淘汰落后產(chǎn)能任務(wù)艱巨。目前，我國100噸及以上轉(zhuǎn)爐的產(chǎn)能約占全部轉(zhuǎn)爐產(chǎn)能的67.5%。隨著淘汰落后產(chǎn)能力度的加大，我國轉(zhuǎn)爐將進(jìn)一步朝著大型化方向發(fā)展。1.2、轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)工藝進(jìn)一步優(yōu)化提高鋼材潔凈度是21世紀(jì)鋼材質(zhì)量發(fā)展的重大技術(shù)方向。為提高鋼材質(zhì)量且擴(kuò)大冶煉鋼種，我國大、中型轉(zhuǎn)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(zhuǎn)爐煉鋼廠大多配置了鐵水脫硫裝置，并根據(jù)冶煉鋼種的要求配置了相應(yīng)的爐外精煉裝置，一般多采用LF精煉，有些轉(zhuǎn)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(chǎn)提供了有利條件。我國自主設(shè)計建設(shè)的京唐公司300噸轉(zhuǎn)爐采用了國際上最先進(jìn)的脫磷爐與脫碳爐分工、聯(lián)合生產(chǎn)的工藝，京唐公司是國際上最早采用這一先進(jìn)工藝的300噸轉(zhuǎn)爐大型煉鋼廠。經(jīng)過近兩年的技術(shù)攻關(guān)，脫磷爐生產(chǎn)周期28min，脫碳爐32min；單爐班產(chǎn)爐數(shù)從7-8爐次提高至16爐次，轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率提高1倍，出鋼溫度平均降低20℃。鐵水“三脫”預(yù)處理比例達(dá)到90%；月平均轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)[P]為0.006%，P+S]為150×10-6；和爐外精煉相匹配可穩(wěn)定生產(chǎn)[P+S50×10-6的高潔凈鋼。石灰總消耗量從傳統(tǒng)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(tǒng)轉(zhuǎn)爐煉鋼成本降低37.39元／t鋼，標(biāo)志著我國大型轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)已接近國際領(lǐng)先水平。

煉鋼廠設(shè)計的依據(jù)是甲方或廠家提出的經(jīng)政府有關(guān)部門核準(zhǔn)的設(shè)計項(xiàng)目建議書，它可能是整個鋼鐵企業(yè)設(shè)計內(nèi)容的一部分，也可能是單獨(dú)的一個煉鋼廠。此外，對于煉鋼廠中部分設(shè)施，如煉鋼爐爐體設(shè)備、連鑄機(jī)等單項(xiàng)工程，也可單獨(dú)設(shè)計。另外，煉鋼廠設(shè)計的依據(jù)，除了項(xiàng)目建議書外，有一些依據(jù)需由相鄰專業(yè)提供，例如對于轉(zhuǎn)爐全連鑄鋼廠設(shè)計來說，主要包括：(1)煉鋼的生產(chǎn)規(guī)模，要注明一期和二期，或者是否要留有未來發(fā)展的余地。(2)產(chǎn)品的品種，包括鋼種和產(chǎn)品尺寸形式(此項(xiàng)可由軋鋼專業(yè)按總?cè)蝿?wù)書轉(zhuǎn)提)。(3)鐵水成分，包括鐵水中C、Si、Mn、P、S等元素的含量，以及V、Ti、Nb等微量元素的含量(此項(xiàng)可由煉鐵專業(yè)按總?cè)蝿?wù)書轉(zhuǎn)提)。(4)氧氣轉(zhuǎn)爐設(shè)備的容量和座數(shù)(委托單項(xiàng)轉(zhuǎn)爐設(shè)計時要說明，做全車間設(shè)計時可作指定；如果轉(zhuǎn)爐是在現(xiàn)有廠房內(nèi)的改造項(xiàng)目，則尚需提供轉(zhuǎn)爐周圍的廠房尺寸和圖紙)。(5)連鑄機(jī)澆鑄的各種連鑄坯斷面尺寸、單機(jī)的生產(chǎn)能力、要求的連鑄機(jī)流數(shù)和臺數(shù)、要求的連鑄機(jī)類型(如弧形多點(diǎn)矯直，立彎弧形多點(diǎn)矯直等)和基本半徑。如果連鑄機(jī)是在現(xiàn)有廠房內(nèi)增建或改建項(xiàng)目，則需提供連鑄機(jī)周圍的廠房尺寸和圖紙?！镜貐^(qū)(6)對于轉(zhuǎn)爐設(shè)備全連鑄煉鋼廠整體設(shè)計，需提供到達(dá)車間的基本原料(石灰、螢石、富鐵礦、氧化鐵皮等)的成分和粒度，廢鋼(尤其是外供廢鋼)的類型和品質(zhì)，可供應(yīng)的各種能源的狀況，可供耐火材料(主要是爐襯材料)的類型和品質(zhì)等，并且提出這些物品的運(yùn)輸方式。(7)對于轉(zhuǎn)爐全連鑄煉鋼廠整體設(shè)計，甲方或廠家的有關(guān)具體要求，如采用新技術(shù)的水平，已有配套輔助設(shè)備的利用，投資的使用和限定，要求選用的有關(guān)配套設(shè)備如混鐵車容量和爐外精煉的類型等，以及該地區(qū)的有關(guān)風(fēng)俗習(xí)慣等。(8)我國現(xiàn)有的有關(guān)工業(yè)建設(shè)和生產(chǎn)的法律、制度和規(guī)定等，尤其是關(guān)于鋼材的質(zhì)量品種標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境保護(hù)法、能源政策、勞動保護(hù)法及冶金建設(shè)的規(guī)定等，必須嚴(yán)格遵守和認(rèn)真執(zhí)行

為消除對大氣環(huán)境的污染，必須進(jìn)一步做好煙塵處理，積極采用干法除塵技術(shù)，節(jié)約水資源?；厥漳茉唇橘|(zhì)的高效利用都有許多項(xiàng)目需要認(rèn)真研發(fā)。大同優(yōu)質(zhì)轉(zhuǎn)爐爐體上段廠家努力將煉鋼廠建設(shè)成為無污染、零排放的綠色工廠3.2、吹煉終點(diǎn)動態(tài)控制技術(shù)終點(diǎn)控制是煉鋼操作的技術(shù)關(guān)鍵。國內(nèi)鋼鐵企業(yè)多采用人工經(jīng)驗(yàn)控制，無法滿足潔凈鋼和高品質(zhì)鋼種生產(chǎn)的質(zhì)量要求。因此，盡快采取措施提高煉鋼終點(diǎn)的控制精度和命中率已成為當(dāng)前國內(nèi)煉鋼生產(chǎn)中迫切需要解決的技術(shù)問題。提高轉(zhuǎn)爐煉鋼終點(diǎn)控制水平的關(guān)鍵技術(shù)主要有以下兩點(diǎn)。1)優(yōu)化復(fù)吹工藝，促進(jìn)鋼渣平衡，穩(wěn)定終點(diǎn)操作；　　2)采用計算機(jī)終點(diǎn)動態(tài)控制技術(shù)，轉(zhuǎn)爐爐體上段廠家優(yōu)質(zhì)大同實(shí)現(xiàn)不倒?fàn)t出鋼及提高出鋼口壽命，縮短出鋼時間，進(jìn)而縮短轉(zhuǎn)爐輔助作業(yè)時間，也是提高轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率的重要技術(shù)措施。3.3轉(zhuǎn)爐高效吹煉工藝　　近年來，國內(nèi)各大鋼企陸續(xù)開展了提高轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率，加大供氧強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)吹煉的技術(shù)研究，并開發(fā)出一整套轉(zhuǎn)爐高效冶煉技術(shù)，使轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率大幅提高。采用以下技術(shù)有利于進(jìn)一步提高供氧強(qiáng)度，從而使轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率得到提高。1)提高我國轉(zhuǎn)爐底吹攪拌強(qiáng)度，優(yōu)化底吹攪拌工藝，保證全爐役內(nèi)底吹效果，并結(jié)合該工藝進(jìn)行轉(zhuǎn)爐長壽技術(shù)研究；2)大幅減少渣量，對于少渣冶煉轉(zhuǎn)爐，由于渣量減少可大幅提高供氧強(qiáng)度；3)優(yōu)化改進(jìn)氧槍結(jié)構(gòu)，加快研發(fā)集束氧槍在轉(zhuǎn)爐中應(yīng)用、CO2和高比例CaCO3在轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)中的應(yīng)用等全新工藝與裝備，提高噴槍化渣速度，減少熔池噴濺和避免產(chǎn)生大量FeO粉塵是大幅提高供氧強(qiáng)度的關(guān)鍵。1)我國小型轉(zhuǎn)爐目前還有相當(dāng)大的比例，轉(zhuǎn)爐爐體上段廠家優(yōu)質(zhì)大同與精煉、連鑄的匹配關(guān)系還有待優(yōu)化。　　

鋼坯夾鉗主要由吊梁、連桿、自動閉鎖裝置、同步器、鉗臂、支板和鉗牙七部分組成。吊梁吊梁是與天車鉤相連的部件，有吊環(huán)卸扣式聯(lián)接、吊索具式聯(lián)接和吊耳式聯(lián)接三種結(jié)構(gòu)。吊環(huán)卸扣式聯(lián)接吊軸，使吊具的受力情況改善，同時也避免了裝卸鋼坯時的脫鉤現(xiàn)象，降低了夾具本身的高度，有利于低矮的場所使用。吊索具式聯(lián)接吊軸，使夾具的受力較好，但吊具自身的高度大，需在高大的場所使用，在掛吊鉤時需用人工進(jìn)行輔助掛鉤。吊耳式聯(lián)接吊軸，可由吊車司機(jī)直接掛鉤， 但在吊裝作業(yè)時需使吊具著地，并下放吊鉤直至不受力為止，這樣，易導(dǎo)致吊車鉤脫鉤。連桿連桿是吊梁和鉗臂的連接件。自動閉鎖裝置自動閉鎖裝置有手動抬桿式、（自動）雙鉤式、（自動）單鉤式、（自動）轉(zhuǎn)鎖式等形式。自動閉鎖裝置是實(shí)現(xiàn)鋼坯夾具自動開閉的機(jī)構(gòu)。 其動作不需要任何外來動力源，靠夾具自身的重力實(shí)現(xiàn)夾具的自動開閉。起閉機(jī)構(gòu)的加油潤滑：必須定期（2~3天）加潤滑油（或機(jī)油），然后上下動作幾次，直至潤滑完全。嚴(yán)禁加過量的潤滑脂潤滑！同步器同步器是保證夾具各鉗臂同步動作的裝置。鉗臂鉗臂是夾具的主要增力部件，通過它把鋼坯夾起。支板支板是鋼坯夾具的支撐件。支板支在鋼坯的上表面以保證鋼坯夾具的啟閉機(jī)構(gòu)順利動作。鉗牙鉗牙有銷軸聯(lián)接式、燕尾聯(lián)接式和槽形插接式等結(jié)構(gòu)。鉗牙是與鋼坯直接接觸的主要零件， 決定著鋼坯夾具夾持鋼坯的可靠性。

煉鋼是指控制碳含量（一般小于2%），消除P、S、O、N等有害元素，保留或增加Si、Mn、Ni、Cr等有益元素并調(diào)整元素之間的比例，獲得最佳性能。把煉鋼用生鐵放到煉鋼爐內(nèi)按一定工藝熔煉，即得到鋼。鋼的產(chǎn)品有鋼錠、連鑄坯和直接鑄成各種鋼鑄件等。通常所講的鋼，一般是指軋制成各種鋼材的鋼。鋼屬于黑色金屬但鋼不完全等于黑色金屬。煉鋼過程編輯加料加料：向電爐或轉(zhuǎn)爐內(nèi)加入鐵水或廢鋼等原材料的操作，是煉鋼操作的第一步。造渣：調(diào)整鋼、鐵生產(chǎn)中熔渣成分、堿度和粘度及其反應(yīng)能力的操作。目的是通過鋼鐵高爐出渣：電弧爐煉鋼時根據(jù)不同冶煉條件和目的在冶煉過程中所采取的放渣或扒渣操作。如用單渣法冶煉時，氧化末期須扒氧化渣；用雙渣法造還原渣時，原來的氧化渣必須徹底放出，以防回磷等。熔池攪拌：向金屬熔池供應(yīng)能量，使金屬液和熔渣產(chǎn)生運(yùn)動，以改善冶金反應(yīng)的動力學(xué)條件。熔池攪拌可藉助于氣體、機(jī)械、電磁感應(yīng)等方法來實(shí)現(xiàn)。渣——金屬反應(yīng)煉出具有所要求成分和溫度的金屬。例如氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐造渣和吹氧操作是為了生成有足夠流動性和堿度的熔渣，能夠向金屬液面中傳遞足夠的氧，以便把硫、磷降到計劃鋼種的上限以下，并使吹氧時噴濺和溢渣的量減至最小脫磷減少鋼液中含磷量的化學(xué)反應(yīng)。磷是鋼中有害雜質(zhì)之一。含磷較多的鋼,在室溫或更低的溫度下使用時,容易脆裂，稱為“冷脆”。鋼中含碳越高，磷引起的脆性越嚴(yán)重。一般普通鋼中規(guī)定含磷量不超過 0.045%，優(yōu)質(zhì)鋼要求含磷更少。生鐵中的磷，主要來自鐵礦石中的磷酸鹽。氧化磷和氧化鐵的熱力學(xué)穩(wěn)定性相近。在高爐的還原條件下，爐料中的磷幾乎全部被還原并溶入鐵水。如選礦不能除去磷的化合物，脫磷就只能在（高）爐外或堿性煉鋼爐中進(jìn)行。鐵中脫磷問題的認(rèn)識和解決，在鋼鐵生產(chǎn)發(fā)展史上具有特殊的重要意義。鋼的大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)開始于1856年貝塞麥(H.Bessemer)發(fā)明的酸性轉(zhuǎn)爐煉鋼法。但酸性轉(zhuǎn)爐煉鋼不能脫磷；而含磷低的鐵礦石又很少，嚴(yán)重地阻礙了鋼生產(chǎn)的發(fā)展。1879年托馬斯(S.Thomas)發(fā)明了能處理高磷鐵水的堿性轉(zhuǎn)爐煉鋼法，堿性爐渣的脫磷原理接著被推廣到平爐煉鋼中去，使大量含磷鐵礦石得以用于生產(chǎn)鋼鐵，對現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)的發(fā)展作出了重大的貢獻(xiàn)。堿性渣的脫磷作用 脫磷反應(yīng)是在爐渣與含磷鐵水的界面上進(jìn)行的。鋼液中的磷 和氧結(jié)合成氣態(tài)P2O5的反應(yīng) 。電爐底吹：通過置于爐底的噴嘴將N2、Ar、CO2、CO、CH4、O2等氣體根據(jù)工藝要求吹入爐內(nèi)熔池以達(dá)到加速熔化，促進(jìn)冶金反應(yīng)過程的目的。采用底吹工藝可縮短冶煉時間，降低電耗，改善脫磷、脫硫操作，提高鋼中殘錳量，提高金屬和合金收得率。并能使鋼水成分、溫度更均勻，從而改善鋼質(zhì)量，降低成本，提高生產(chǎn)率。熔化期：煉鋼的熔化期主要是對平爐和電爐煉鋼而言。電弧爐煉鋼從通電開始到爐鋼花伴我煉鋼忙料全部熔清為止、平爐煉鋼從兌完鐵水到爐料全部化完為止都稱熔化期。熔化期的任務(wù)是盡快將爐料熔化及升溫，并造好熔化期的爐渣。

　我國“負(fù)能煉鋼”技術(shù)的迅速發(fā)展得益于以下三方面： 　　一是煉鋼工藝結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。隨著國內(nèi)新建100噸以上大、中型轉(zhuǎn)爐的增多，配備了煤氣、蒸汽回收與余熱發(fā)電等設(shè)施，為“負(fù)能煉鋼”打下設(shè)備基礎(chǔ)；二是“負(fù)能煉鋼”工藝不斷完善，多數(shù)鋼廠已掌握“負(fù)能煉鋼”的基本工藝；三是2005年，國家統(tǒng)計局將電力折算系數(shù)調(diào)整為電熱當(dāng)量值（即1kWh=0.1229kg）替換原來沿用的電煤耗等價值（即1kWh=0.404kg）。煉鋼能耗統(tǒng)計值降低，利于實(shí)現(xiàn)“負(fù)能煉鋼”。重點(diǎn)企業(yè)轉(zhuǎn)爐煤氣噸鋼回收量由2010年的平均81m3/t提高到2014年的106m3/t。近幾年，我國轉(zhuǎn)爐蒸汽回收量有很大提高，但蒸汽回收量和壓力差別較大；先進(jìn)的回收量已達(dá)到100kg/t以上、壓力可達(dá)2.5-4MPa，用于鋼水真空處理、發(fā)電或并入蒸汽管網(wǎng)。 　　1.5、轉(zhuǎn)爐使用壽命進(jìn)一步提高 　　爐齡是轉(zhuǎn)爐煉鋼的重要技術(shù)指標(biāo)，提高爐齡在降低生產(chǎn)成本的同時，也提高了轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率。濺渣護(hù)爐的基本原理是利用高速氮?dú)鈱⒊煞终{(diào)整后的剩余爐渣噴濺在爐襯表面，形成濺渣層。濺渣層抑制了爐襯表層的氧化，減輕了高溫爐渣對磚表面的沖刷侵蝕。采用濺渣護(hù)爐工藝后，當(dāng)爐襯殘磚厚度侵蝕至500mm左右時，爐壁冷卻與爐內(nèi)鋼渣對爐襯的導(dǎo)熱基本實(shí)現(xiàn)了動態(tài)平衡。此時，爐襯與濺渣層的結(jié)合層很難被進(jìn)一步熔損。在濺渣條件下爐襯基本為“零熔損”，即隨爐齡增加，爐襯厚度基本保持不變。國內(nèi)鋼廠據(jù)此研發(fā)出了長壽轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)工藝，進(jìn)而使轉(zhuǎn)爐爐齡達(dá)到30000爐以上，爐役期和產(chǎn)鋼量同步增長，耐火材料消耗和噸鋼成本也相應(yīng)降低。