氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼設(shè)備工藝，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氣的影響而使鋼質(zhì)變脆，以及氮氣排出時帶走熱量的缺點。在除去大部分硫、磷后，當(dāng)鋼水的成分和溫度都達到要求時，即停止吹煉，提升噴槍，準(zhǔn)備出鋼。出鋼時使?fàn)t體傾斜，鋼水從出鋼口注入鋼水包里，同時加入脫氧劑進行脫氧和調(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，煉鋼時，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。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。

轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝各項指標(biāo)取決于鐵水的化學(xué)成分，而對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%）。黃石優(yōu)質(zhì)鋼水包施工煉鐵煉鋼各階段脫硫過程理化規(guī)律及動力特性分析表明，在動力方面，在鐵水中比在鋼水中更容易保證脫硫反應(yīng)，因為在含碳量較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，因為在高爐一系列復(fù)雜的氧化—還原反應(yīng)中，深脫硫的各種熱動力條件的能量不可避免地會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，因為鋼渣系中達不到平衡狀態(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)爐冶煉中實現(xiàn)深脫硫，并導(dǎo)致煉鋼生產(chǎn)在技術(shù)及經(jīng)濟上的巨大消耗。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力條件，因此進行高爐煉鐵及轉(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)計大型聯(lián)合鋼廠和重要工藝環(huán)節(jié)，鋼水包黃石優(yōu)質(zhì)施工在冶煉低硅鐵的同時不必再為保證轉(zhuǎn)爐中的精煉進行代價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出鋼前終點鋼水氧化度起調(diào)節(jié)作用，長期實踐證明，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，氧化度的影響如此之大，以致會把錳的最終含量定在極窄范圍內(nèi)，實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0.5%-1.2%，但鋼的最終錳含量實際上都一樣（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。對眾多爐次進行工業(yè)平衡計算所得工藝指標(biāo)的對比表明，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間。鐵水中硅、錳含量低及無需脫硫，這些條件會改變造渣機理及動力特性，因為這時石灰消耗下降，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勁動力。

冷卻煙道主要技術(shù)方案是在管道的外壁安裝散熱翅片，在管道外套接外套管，在外套管的一端利用風(fēng)管連接軸流風(fēng)機，在外套管的另一端設(shè)置排氣口。所述風(fēng)管以傾斜狀與外套管連接，風(fēng)管的出口面對外套管上安裝有排氣口的一端。在外套管上連接噴嘴組件，噴嘴組件中的噴嘴面向外套管與管道間的空腔，噴嘴組件利用接管與供水管連接。轉(zhuǎn)爐汽化冷卻煙道，包括位于轉(zhuǎn)爐爐口上方的活動煙罩，活動煙罩上部與爐口固定段煙道下部相連接，爐口固定段煙道上部與中間段煙道下部通過密封伸縮連接裝置相連接，中間段煙道上部與末端煙道相連接，爐口固定段煙道與中間段煙道之間存在安裝間隙，安裝間隙中設(shè)置有環(huán)形水箱，環(huán)形水箱上設(shè)置有進水管和出水管。上述的轉(zhuǎn)爐汽化冷卻煙道中設(shè)置了能遮擋爐口固定段煙道和中間段煙道之間安裝間隙的環(huán)形水箱，使熾熱紅渣不易進入由爐口固定段煙道、中間段煙道、密封伸縮連接裝置圍成的腔室中結(jié)渣。

應(yīng)用焦炭、含鐵礦石(天然富塊礦及燒結(jié)礦和球團礦)和熔劑(石灰石、白云石)在豎式反應(yīng)器——高爐內(nèi)連續(xù)生產(chǎn)液態(tài)生鐵的方法。它是現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)?，F(xiàn)代高爐煉鐵是由古代豎爐煉鐵法改造、發(fā)展起來的。盡管世界各國研究開發(fā)了很多煉鐵方法，但由于此方法工藝相對簡單，產(chǎn)量大，勞動生產(chǎn)率高，能耗低，故高爐煉鐵仍是現(xiàn)代煉鐵的主要方法，其產(chǎn)量占世界生鐵總產(chǎn)量的95%以上。鐵焦技術(shù)編輯鐵焦技術(shù)通過使用價格低廉的非黏結(jié)煤或微黏結(jié)煤用作生產(chǎn)原燃料進行煤礦的生產(chǎn)，將其與鐵礦粉混合，制成塊狀，用連續(xù)式爐進行加熱干餾得到含三成鐵、七成焦的鐵焦 。再經(jīng)過專業(yè)設(shè)備加工，最后經(jīng)過冶煉就能得到與原始技術(shù)一樣的煉鐵成果。這一技術(shù)使用較高含量的鐵焦代替原始含量，經(jīng)過實驗表明會節(jié)省大量的焦與主焦煤，也通過這一試驗說明鐵焦具有提高反應(yīng)速率的作用，證明了在高爐煉鐵中鐵焦含量至少可以達到 30%。這項技術(shù)正在日本的各個工廠進行實際生產(chǎn)，而且取得了一定的成果。但是現(xiàn)階段技術(shù)還未完全成型，還需要大量實驗進行完善。生物質(zhì)編輯生物質(zhì)指的是，動物、植物、微生物通過新陳代謝產(chǎn)生的有機物，這種有機物很適合進行熱解行為，并且可以碳化溫度來實現(xiàn)二氧化碳排放量的減少，算是這一領(lǐng)域的新型能源之一。部分學(xué)者通過研究表明，生物質(zhì)和廢塑料很適合應(yīng)用在高爐煉鐵的某些工藝中，而且不需要額外的人、物力、財力的消耗。生物質(zhì)可以代替煤粉等還原劑進行高爐噴吹。其相較于煤粉還有著一定的優(yōu)勢，例如可以控制二氧化碳的含量，還能提高原料的還原能力，并且使高爐恒溫帶的溫度降低，使氣體得到更好的利用。噴吹焦?fàn)t煤氣編輯因為焦?fàn)t煤氣的主要成分是氫氣，含有一些其他的碳?xì)浠衔?。這樣一來就使得高爐煉鐵的能源更加清潔。而且它可以充當(dāng)良好的還原劑，不僅如此，還提高了碳?xì)湓氐睦寐?，降低了化石燃料的使用量，極大的促進了節(jié)能減排的步伐。我國已經(jīng)建設(shè)了利用相關(guān)技術(shù)的工廠，并且進行了試生產(chǎn)，通過生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)顯示，對于燃料的需求量明顯降低，這就證明了焦?fàn)t煤氣在爐中起到了明顯的作用，調(diào)節(jié)了爐內(nèi)的工作環(huán)境，使高爐的生產(chǎn)得到了保證。噴吹廢塑料編輯這種技術(shù)在德國與日本早就投入到日常的生產(chǎn)之中，早在 1994年德國企業(yè)就在研究這一技術(shù)，在 1995 年了研制出第一臺運用這一技術(shù)的設(shè)備，并進行了技術(shù)的完善，為這一技術(shù)投入使用打下了堅實的基礎(chǔ)。而日本則在利用廢舊塑料代替焦炭上面取得了一定成就，根據(jù)數(shù)據(jù)表明，利用廢舊塑料產(chǎn)生的能源有 80% 得到利用，這就表明其可以很好的代替原有材料進行高爐煉鐵 綜合噴吹編輯高爐除塵灰指的是爐前出鐵時產(chǎn)生的粉塵和爐頂主皮帶料頭部放料的過程中產(chǎn)生的粉塵經(jīng)過一定比例的混合制成的，但由于這兩種粉塵的顆粒極為細(xì)小，很不利于收集，但通過設(shè)想就可得知如果將其收回并完美利用，就是最好的節(jié)能方式之一。這樣不僅可以使煤粉的燃燒效果得到提高，還能回收一部分浪費的鐵元素，通過合理控制其添加量就能有效的提升產(chǎn)量，并且對本來的廢料進行回收，充分的進行了材料的利用，不僅有助于提高產(chǎn)量，還節(jié)省了一部分資金。技術(shù)優(yōu)化編輯粒煤噴吹技術(shù)高爐粒煤噴吹技術(shù)在國外已經(jīng)有很多年的歷史，例如在英、法、美都有大量應(yīng)用這一技術(shù)的廠區(qū)存在。在我國卻還沒有大量應(yīng)用，但通過事實證明這一技術(shù)也是可以進行推廣的。與傳統(tǒng)的技術(shù)相比該技術(shù)擁有幾項優(yōu)點，對比粉煤技術(shù)，粒煤技術(shù)更加安全，不容易造成爆炸，而且在制造過程中也會更加節(jié)省能源。粒煤在理論上可以適用于各種技術(shù)，這樣企業(yè)就可根據(jù)自身需要進行選擇，而且在相同的效率前提下，粒煤的設(shè)備投資只有粉煤的三成。而且在使用中的成本也比較低，所以這一技術(shù)更值得推廣。合理配煤通過合理配煤，不僅可以減少資金消耗，還可以根據(jù)煤種的特點進行調(diào)整配比，使其性能達到最佳。要想降低能源方面的資金消耗的話就要將眼光放到一些產(chǎn)量高、價格低但性能并不是特別好的煤種上，例如褐煤，這種煤因為煤化較低，導(dǎo)致含有水分較高，燃燒產(chǎn)生的熱量也較少，但其含有的硫元素較少，可磨性也很好，可以滿足高爐噴吹所需煤的要求，在生產(chǎn)中就可以適當(dāng)?shù)膽?yīng)用，通過科學(xué)的調(diào)整配比，就可以既降低資金的投入又可以減少含水量高帶來的不利影響。提高燃燒效率當(dāng)前情況下，高爐噴煤技術(shù)已經(jīng)比較熟練，這時考慮如何提高煤粉的燃燒效率就成為優(yōu)化技術(shù)的又一重要突破口。就噴入煤粉之后而言，煤粉在爐內(nèi)發(fā)生燃燒，那么如何提升燃燒速度是要重點考慮的，加入助燃劑和降低煤粉燃點都是比較好的辦法。其中加入助燃劑已經(jīng)處于研究之中的狀態(tài)，根據(jù)實驗結(jié)果表明，加入適當(dāng)?shù)闹紕┛梢杂行У目s短煤粉的點燃時間，使煤粉的燃燒速率得到顯著提高。

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。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)計合理的副孔，使主孔射出氧氣射流進行脫碳反應(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)進行了大量研究，且有的已達到工業(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，有必要對二次燃燒氧槍技術(shù)進行深入研究并使其實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。本文首先進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，驗證了其大生產(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)。