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(huì)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(huì)隨著我國資源條件、市場(chǎng)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(jià)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(gè)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(jì)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(jì)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(jì)項(xiàng)目建議書，它可能是整個(gè)鋼鐵企業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容的一部分，也可能是單獨(dú)的一個(gè)煉鋼廠。此外，對(duì)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(jì)。另外，煉鋼廠設(shè)計(jì)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(duì)于轉(zhuǎn)爐全連鑄鋼廠設(shè)計(jì)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(jì)時(shí)要說明，做全車間設(shè)計(jì)時(shí)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(tái)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(duì)于轉(zhuǎn)爐設(shè)備全連鑄煉鋼廠整體設(shè)計(jì)，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(duì)于轉(zhuǎn)爐全連鑄煉鋼廠整體設(shè)計(jì)，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(dòng)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

鋼坯夾鉗主要由吊梁、連桿、自動(dòng)閉鎖裝置、同步器、鉗臂、支板和鉗牙七部分組成。長治優(yōu)質(zhì)煉鋼煉鐵設(shè)備廠家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(shí)也避免了裝卸鋼坯時(shí)的脫鉤現(xiàn)象，降低了夾具本身的高度，有利于低矮的場(chǎng)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(chǎng)所使用，在掛吊鉤時(shí)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(shí)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(dòng)閉鎖裝置自動(dòng)閉鎖裝置有手動(dòng)抬桿式、（自動(dòng)）雙鉤式、（自動(dòng)）單鉤式、（自動(dòng)）轉(zhuǎn)鎖式等形式。自動(dòng)閉鎖裝置是實(shí)現(xiàn)鋼坯夾具自動(dòng)開閉的機(jī)構(gòu)。 其動(dòng)作不需要任何外來動(dòng)力源，靠夾具自身的重力實(shí)現(xiàn)夾具的自動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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。

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)?；瘧?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)模化應(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)。