廢鋼是鋼鐵工業(yè)的綠色原料，隨著取締“地條鋼”和國家對環(huán)保的嚴(yán)格要求，各大鋼鐵企業(yè)都在大力提高廢鋼比。目前，我國電爐鋼的比例還不到10%，轉(zhuǎn)爐流程仍是我國產(chǎn)鋼的主流程，因此有必要開發(fā)高效、清潔的轉(zhuǎn)爐流程提高廢鋼比技術(shù)。目前，轉(zhuǎn)爐流程大生產(chǎn)中采用的提高廢鋼比的手段主要有：廢鋼預(yù)熱（鐵水包預(yù)熱、轉(zhuǎn)爐爐前及爐后預(yù)熱等）、轉(zhuǎn)爐加入補(bǔ)熱劑（焦炭、焦丁、FeSi、SiC等）。但上述兩類提高廢鋼比的技術(shù)均有一定的不足：前者需要專門的加熱設(shè)備，后者往往以犧牲鋼水質(zhì)量為代價(jià)。此外，國外還開發(fā)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(chǎn)中廣泛應(yīng)用。因此，如何在不污染鋼液的前提下提高轉(zhuǎn)爐廢鋼比，已成為亟須解決的關(guān)鍵共性難題。此外，單轉(zhuǎn)爐超40%的大廢鋼比技術(shù)也一直是冶金工作者關(guān)注的熱點(diǎn)課題。 轉(zhuǎn)爐二次燃燒氧槍是一種在不污染鋼液的前提下提高轉(zhuǎn)爐廢鋼比的技術(shù)。二次燃燒氧槍是在傳統(tǒng)煉鋼氧槍的基礎(chǔ)上，通過設(shè)計(jì)合理的副孔，使主孔射出氧氣射流進(jìn)行脫碳反應(yīng)，利用副孔射出的氧氣射流與爐內(nèi)一氧化碳燃燒產(chǎn)生大量的熱量，使轉(zhuǎn)爐自身熱量得到較充分利用，進(jìn)而提高轉(zhuǎn)爐廢鋼比。盡管國內(nèi)外已對轉(zhuǎn)爐二次燃燒氧槍技術(shù)進(jìn)行了大量研究，且有的已達(dá)到工業(yè)應(yīng)用水平，但目前國外關(guān)于該技術(shù)在大工業(yè)生產(chǎn)中規(guī)?；瘧?yīng)用的報(bào)道很少，而國內(nèi)目前還未見該技術(shù)的大生產(chǎn)規(guī)?；瘧?yīng)用。因此，有必要對二次燃燒氧槍技術(shù)進(jìn)行深入研究并使其實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。本文首先進(jìn)行了提高廢鋼比的轉(zhuǎn)爐二次燃燒氧槍技術(shù)大生產(chǎn)規(guī)?；瘧?yīng)用研究；在此基礎(chǔ)上，基于二次燃燒氧槍技術(shù)，研究者提出了一種廢鋼比超過40%的單轉(zhuǎn)爐大廢鋼比技術(shù)，并通過大生產(chǎn)試驗(yàn)，驗(yàn)證了其大生產(chǎn)應(yīng)用的可行性，為其大生產(chǎn)規(guī)?；瘧?yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

一、漏水造成煙道漏水的原因最主要有沖蝕腐蝕（尤其是高溫沖蝕）、交變溫差、焊縫開裂，導(dǎo)致煙道冷卻水外溢。1、高溫沖蝕腐蝕：熱水冷卻煙道隨著環(huán)境溫度增加，金屬表而產(chǎn)生的氧化皮膜會(huì)逐漸變厚，氧化皮膜與基材間的結(jié)合強(qiáng)度會(huì)更高，足以抵抗隨后的磨粒沖擊，當(dāng)達(dá)到臨界溫度（570攝氏度）后，這時(shí)材料進(jìn)人沖蝕氧化破壞區(qū)。金屬材料具有延展性，高溫下更是如此，而氧化物則展示脆性，溫下沖蝕腐蝕破壞中，與沖蝕有關(guān)的常數(shù)可從0.8 變化到7，這與高溫下氧化或腐蝕產(chǎn)物的皮層塑性增加有較大關(guān)系，致使管壁不斷減薄，導(dǎo)致爆管漏水。2、交變溫差：煙氣對管束產(chǎn)生橫向沖刷，一方面因溫差急劇變化導(dǎo)致管束出現(xiàn)高溫膨脹與降溫收縮，產(chǎn)生外部機(jī)械應(yīng)力，由于受余熱鍋爐與下部固定支座的制約。另一方面當(dāng)管束出現(xiàn)漏水時(shí)，為迅速恢復(fù)生產(chǎn)，則立即將管束內(nèi)高達(dá)近300攝氏度的熱冷卻水排出降到室溫，補(bǔ)焊后再補(bǔ)水。因此管束應(yīng)力無法消除，極易產(chǎn)生疲勞脆化，最終出現(xiàn)橫向裂紋。3、焊縫開裂漏水形成粘結(jié)性爐膛：為確保煙氣收集質(zhì)量，減少煙氣外溢，管間采用鋼板滿焊作筋板隔離，焊接過程中由于焊條操作角度、電流選擇不當(dāng)?shù)?，?dǎo)致管壁局部變薄，同時(shí)滿焊過程中管束將產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力，在應(yīng)力釋放時(shí)會(huì)對管壁產(chǎn)生變形出現(xiàn)裂紋，導(dǎo)致漏水。因此，當(dāng)煙道（此外還包括吹氧管、下料孔煙道、水冷爐口等）出現(xiàn)漏水時(shí)，外溢的水在高溫下迅速形成霧氣與冷卻高溫?zé)焿m，形成粘結(jié)性與粘附性的爐渣粘附在管束上。二、非正常的冶煉工藝1、由于轉(zhuǎn)爐冶煉任務(wù)繁重，操作中為多產(chǎn)鋼而采取增大裝人量而減少爐容比，提高供氧強(qiáng)度，縮短供氧時(shí)間，導(dǎo)致爐渣外溢，處理方式上，操作人員通過吹氧管用高壓氧氣強(qiáng)制吹掃熾熱的紅渣，一方面高溫下管束表面開始氧化，出現(xiàn)高溫沖蝕，另一方面爐渣在氣流的作用下急劇磨蝕管束工作表面，造成管壁減薄變形，出現(xiàn)縱向裂紋。2、其他：冶煉中熱平衡對煙道堵塞有較大影響，又加增大裝入量，往往出現(xiàn)冶煉時(shí)產(chǎn)生的煙氣量大于系統(tǒng)抽出量，致使煙氣外溢嚴(yán)重，部分粘附性較強(qiáng)的渣就粘附在管束上，非正常的轉(zhuǎn)爐爐形也會(huì)造成影響，控制得好對影響不明顯，一且爐形出現(xiàn)扁形或爐膛過小等將會(huì)出現(xiàn)爐渣外溢嚴(yán)重時(shí)還夾帶金屬，粘附在水冷爐口上，導(dǎo)致爐口直徑變小，在風(fēng)機(jī)的強(qiáng)制抽力作用下，高溫?zé)煹缼Ы饘俚脑M(jìn)入各區(qū)，堵塞煙道。

2)轉(zhuǎn)爐煉鋼原料質(zhì)量有待提高。我國轉(zhuǎn)爐煉鋼用石灰的含硫量比較高，許多鋼廠達(dá)0.06%甚至更高，這不僅影響轉(zhuǎn)爐鋼的性能，而且冶煉過程中產(chǎn)生的二氧化硫?qū)Νh(huán)境也會(huì)造成嚴(yán)重污染。3)我國轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)化控制水平，特別是動(dòng)態(tài)控制水平需要進(jìn)一步提升。目前，歐洲大部分鋼鐵企業(yè)轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)都實(shí)現(xiàn)了快速出鋼，即大部分爐次終點(diǎn)不倒?fàn)t、不取樣而直接出鋼。國內(nèi)企業(yè)的控制水平與先進(jìn)指標(biāo)還有一定差距。4)我國轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)發(fā)展不平衡。無論是自動(dòng)煉鋼水平、同樣爐齡復(fù)吹條件下的碳氧積水平、煤氣蒸汽回收量、對精煉工藝掌握的深度還是供氧強(qiáng)度與冶煉周期等主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，先進(jìn)與落后的鋼廠差距較大。5)我國轉(zhuǎn)爐煉鋼終點(diǎn)鋼水氧含量普遍偏高，這大大增加了高品質(zhì)鋼冶煉的難度。高效率低成本的轉(zhuǎn)爐脫[Si]和[P]工藝還未能全面推廣。我國先進(jìn)企業(yè)全新流程在原料消耗與生產(chǎn)效率上與國外先進(jìn)企業(yè)還有一定差距。今后，我國鋼鐵企業(yè)還要進(jìn)一步增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)，進(jìn)一步做好煉鋼節(jié)水、節(jié)能和生態(tài)環(huán)境保護(hù)等工作。

氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼設(shè)備工藝，湘潭優(yōu)質(zhì)轉(zhuǎn)爐煙道廠家按照配料要求，先把廢鋼等裝入爐內(nèi)，然后倒入鐵水，并加入適量的造渣材料（如生石灰等）。加料后，把氧氣噴槍從爐頂插入爐內(nèi)，吹入氧氣（純度大于99%的高壓氧氣流），使它直接跟高溫的鐵水發(fā)生氧化反應(yīng)，除去雜質(zhì)。用純氧代替空氣可以克服由于空氣里的氮?dú)獾挠绊懚逛撡|(zhì)變脆，以及氮?dú)馀懦鰰r(shí)帶走熱量的缺點(diǎn)。在除去大部分硫、磷后，當(dāng)鋼水的成分和溫度都達(dá)到要求時(shí)，即停止吹煉，提升噴槍，準(zhǔn)備出鋼。出鋼時(shí)使?fàn)t體傾斜，鋼水從出鋼口注入鋼水包里，同時(shí)加入脫氧劑進(jìn)行脫氧和調(diào)節(jié)成分。鋼水合格后，可以澆成鋼的鑄件或鋼錠，鋼錠可以再軋制成各種鋼材。 　氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐在煉鋼過程中會(huì)產(chǎn)生大量棕色煙氣，它的主要成分是氧化鐵塵粒和高濃度的一氧化碳?xì)怏w等。因此，必須加以凈化回收，綜合利用，以防止污染環(huán)境。從回收設(shè)備得到的氧化鐵塵?？梢杂脕頍掍?；一氧化碳可以作化工原料或燃料；煙氣帶出的熱量可以副產(chǎn)水蒸氣。此外，湘潭優(yōu)質(zhì)轉(zhuǎn)爐煙道廠家煉鋼時(shí)，生成的爐渣也可以用來做鋼渣水泥，含磷量較高的爐渣，可加工成磷肥，等等。氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法具有冶煉速度快、煉出的鋼種較多、質(zhì)量較好，以及建廠速度快、投資少等許多優(yōu)點(diǎn)。但在冶煉過程中都是氧化性氣氛，去硫效率差，昂貴的合金元素也易被氧化而損耗，因而所煉鋼種和質(zhì)量就受到一定的限制。