廢鋼是鋼鐵工業(yè)的綠色原料，隨著取締“地條鋼”和國家對(duì)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(duì)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)模化應(yīng)用。因此，有必要對(duì)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)模化應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

轉(zhuǎn)爐煉鋼 一種不需外加熱源、主要以液態(tài)生鐵為原料的煉鋼方法。其主要特點(diǎn)是靠轉(zhuǎn)爐內(nèi)液態(tài)生鐵的物理熱和生鐵內(nèi)各組分，如碳、錳、硅、磷等與送入爐內(nèi)的氧氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的熱量作冶煉熱源來煉鋼。爐料除鐵水外，還有造渣料（石灰、石英、螢石等）；為了調(diào)整溫度，還可加入廢鋼以及少量的冷生鐵和礦石等。轉(zhuǎn)爐按爐襯耐火材料性質(zhì)分為堿性（用鎂砂或白云為內(nèi)襯）和酸性（用硅質(zhì)材料為內(nèi)襯）；按氣體吹入爐內(nèi)的部分分為底吹頂吹和側(cè)吹；按所采用的氣體分為空氣轉(zhuǎn)爐和氧氣轉(zhuǎn)爐。酸性轉(zhuǎn)爐不能去除生鐵中的硫和磷，須用優(yōu)質(zhì)生鐵，因而應(yīng)用范圍受到限制。堿性轉(zhuǎn)爐適于用高磷生鐵煉鋼，曾在西歐獲得較大發(fā)展?？諝獯禑挼霓D(zhuǎn)爐鋼，因其含氮量高，且所用的原料有局限性，又不能多配廢鋼，未在世界范圍內(nèi)得到推廣。。

混鐵爐屬于鋼鐵冶金設(shè)備，主要應(yīng)用在鋼鐵行業(yè)、冶金行業(yè)等?；扈F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(xué)成份的鐵水以使其供應(yīng)給平爐或傳爐煉鋼之用。由爐門軸，爐門框，兩組滑動(dòng)軸承和兩個(gè)桿狀配重組成，爐門框和爐門軸焊接在一起，爐門框?yàn)橐粋€(gè)鋼板焊接的框架，其上部和左右各安有鋼制密封槽，槽內(nèi)鑲嵌耐火纖維，框內(nèi)嵌砌耐火磚，爐門軸兩端安放在兩組滑動(dòng)軸承上，軸承座焊接在出鐵口兩側(cè)，在爐門軸的兩個(gè)端部各安裝一個(gè)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(dòng)機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、開蓋機(jī)構(gòu)、鼓風(fēng)裝置、煤氣空氣管道、氣動(dòng)送閘裝置、干油潤(rùn)滑裝置、混鐵爐平臺(tái)、電氣系統(tǒng)等11部分組成。爐體是由可拆的側(cè)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(nèi)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(duì)爐殼產(chǎn)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(duì)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(gè)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(chǔ)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(zhǎng)身圓柱形，兌鐵口和出鐵口相互錯(cuò)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(jí)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(nèi)的貯存時(shí)間以及爐子的充滿度等。一般按下式計(jì)算： Q=1.01PKT/24y式中P為1晝夜產(chǎn)鋼量，t/d;K為鐵水消耗，t/t;1.01為鐵水損失系數(shù);y為充滿度，一般取0.65～0.77;T為平均鐵水貯存時(shí)間，一般取8h。

鋼鐵是工業(yè)上最常用才材料。新鄉(xiāng)定制轉(zhuǎn)爐成套工程廠家俗話說，百煉成鋼，也有一本書名為《鋼鐵是怎樣煉成的》描述其主人公經(jīng)歷的坎坷歷程，也間接反應(yīng)了鋼鐵煉制過程的困難。那么，鋼鐵究竟是怎樣煉成的呢？鋼鐵煉制用的原料是廢鐵或鐵礦石，廢鐵是回收得到的，而鐵礦石來自大自然，不同原料煉制方法也不一樣，但大體需要經(jīng)過的歷程都基本相似。電爐（或高爐）煉鋼，這過程是把廢鐵或鐵礦石化成鋼水，以便后續(xù)加工。轉(zhuǎn)爐煉鋼，這過程是把電爐（或高爐）煉鋼得到的鋼水提純新鄉(xiāng)定制轉(zhuǎn)爐成套工程廠家，去除雜質(zhì)，得到較為純凈的鋼水。精煉爐煉鋼，這過程是調(diào)節(jié)鋼水成分，加入其它金屬或非金屬元素，保證鋼材質(zhì)量。連鑄機(jī)澆鑄鋼坯，通過上述過程煉制出來的鋼水，澆入鑄模冷卻凝固后即得到鋼坯，現(xiàn)代工業(yè)上大規(guī)模生產(chǎn)鋼鐵一般使用連鑄機(jī)，可連續(xù)澆注鋼水，不斷輸出鋼坯，此時(shí)就已經(jīng)完成了煉鋼過程了。得到的鋼坯根據(jù)其用途經(jīng)過軋制、拉拔或機(jī)加工，得到各種形狀的鋼材，這時(shí)的鋼材就是市場(chǎng)上常用的鋼鐵原材料了

轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝各項(xiàng)指標(biāo)取決于鐵水的化學(xué)成分，而對(duì)鐵水的主要要求是含硫量低（低于0.03%），相應(yīng)要求較高含硅（0.7%-0.9%）及具有優(yōu)化造渣所需的錳量（0.8%-1.0%）。煉鐵煉鋼各階段脫硫過程理化規(guī)律及動(dòng)力特性分析表明，在動(dòng)力方面，在鐵水中比在鋼水中更容易保證脫硫反應(yīng)，因?yàn)樵诤剂枯^高及氧化度較低條件下硫具有更高的活性。然而在高爐煉鐵當(dāng)中很難脫硫，因?yàn)樵诟郀t一系列復(fù)雜的氧化—還原反應(yīng)中，深脫硫的各種熱動(dòng)力條件的能量不可避免地會(huì)增高硅含量并因此導(dǎo)致石灰及焦炭消耗的增加及產(chǎn)量的下降。因此，生產(chǎn)低硫鐵需周密策劃工藝，采用含硫最少的爐料及制備高堿度混成渣。在轉(zhuǎn)爐吹煉中脫硫也無效果，因?yàn)殇撛抵羞_(dá)不到平衡狀態(tài)，渣與鋼間的硫分配系數(shù)因熔池氧化度高及碳含量低，僅為2-7。如此低的硫分配系數(shù)使得難以在轉(zhuǎn)爐冶煉中實(shí)現(xiàn)深脫硫，并導(dǎo)致煉鋼生產(chǎn)在技術(shù)及經(jīng)濟(jì)上的巨大消耗。無論是在高爐煉鐵，還是在轉(zhuǎn)爐煉鋼當(dāng)中都保證不了金屬有效脫硫所需的熱動(dòng)力條件，因此進(jìn)行高爐煉鐵及轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中的深脫硫研究，在技術(shù)及經(jīng)濟(jì)上都是不可取的。而合理的作法是將脫硫過程從高爐及轉(zhuǎn)爐中分離出來。這就可簡(jiǎn)化燒結(jié)—高爐—轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)流程降低生產(chǎn)成本。將脫硫從高爐及轉(zhuǎn)爐中分離出來，使高爐爐外脫硫成為設(shè)計(jì)大型聯(lián)合鋼廠和重要工藝環(huán)節(jié)，在冶煉低硅鐵的同時(shí)不必再為保證轉(zhuǎn)爐中的精煉進(jìn)行代價(jià)很高的高爐爐外脫硅。鐵水原始硅含量低還可降低錳含量。在氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼中錳的作用非常重要，它決定著及早造渣所需的條件并對(duì)出鋼前終點(diǎn)鋼水氧化度起調(diào)節(jié)作用，長(zhǎng)期實(shí)踐證明，需設(shè)法使鐵水中錳保持0.8%-1.0%的水平，因而在燒結(jié)混合料中必需補(bǔ)充錳，而這就提高了成本。燒結(jié)—高爐—轉(zhuǎn)爐各流程錳平衡分析表明，上述錳在高爐里還原、然后在轉(zhuǎn)爐里氧化導(dǎo)致錳原料及錳本身不可彌補(bǔ)的巨大損失，而且還給各生產(chǎn)流程操作增加很多麻煩。在碳含量很低（0.05%-0.07%）條件下停止吹煉時(shí)，氧化度的影響如此之大，以致會(huì)把錳的最終含量定在極窄范圍內(nèi)，實(shí)際上已很少再與鐵水原始錳含量相關(guān)。在這種條件下，盡管鐵水原始錳含量達(dá)0.5%-1.2%，但鋼的最終錳含量實(shí)際上都一樣（0.07%-0.11%）。因此在當(dāng)代轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝條件下（各爐次都有過吹操作），沒必要在燒結(jié)混合料中使用含錳原料來提高鐵水原始錳含量，更合理的作法是冶煉低錳鐵。同時(shí)為節(jié)約低錳鐵在轉(zhuǎn)爐煉鋼中脫氧的用量，研究直接采用錳礦石的效果具有重要意義。對(duì)眾多爐次進(jìn)行工業(yè)平衡計(jì)算所得工藝指標(biāo)的對(duì)比表明，冶煉鐵水不添加錳礦石，而在轉(zhuǎn)爐煉鋼中添加錳礦石，與用含錳1.13%的鐵水煉鋼，這兩種煉鋼法相比，前者每噸生鐵可節(jié)省錳礦石15.3kg.此外，還可減少錳鐵1.3kg/t鋼、石灰5kg/t，氧氣2.17m3/t的耗量，并可大大縮短吹煉時(shí)間。鐵水中硅、錳含量低及無需脫硫，這些條件會(huì)改變?cè)煸鼨C(jī)理及動(dòng)力特性，因?yàn)檫@時(shí)石灰消耗下降，渣量減少，渣堿度及氧化度增高。在這樣的條件下，渣的精煉功能只限于鐵水脫磷。這樣就能在轉(zhuǎn)爐冶煉本身中多次利用渣，使渣具有很高的精煉能力。根據(jù)這一原則開發(fā)出轉(zhuǎn)爐煉鋼新工藝，即在轉(zhuǎn)爐煉鋼本身中多次（3-5次）利用后期渣（循環(huán)造渣）。采用這樣的工藝可降低石灰消耗及渣中鐵損。及早造就高堿度氧化渣，及使硅、錳含量低可提供鋼水深脫磷所需的強(qiáng)勁動(dòng)力。