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。

一個轉(zhuǎn)爐有兩個氧槍系統(tǒng)：工作氧槍和備用氧槍，這樣可以在工作氧槍損毀時立即換上備用氧槍，不致造成冶煉中斷。損壞的氧槍拆除后更換轉(zhuǎn)爐及其氧槍系統(tǒng)使得氧另一新氧槍備用。轉(zhuǎn)爐爐體包括爐殼、耳軸和托圈、軸承座等金屬結(jié)構(gòu)及傾動機(jī)構(gòu)。爐殼由鋼板焊成，內(nèi)襯砌有堿性耐火材料。各國由于資源不同，所用耐火材料也不同。主要有含Mg較高的白云石磚和高純度、高密度、高強(qiáng)度的鎂碳磚。托圈起著支撐爐體、傳遞傾動力矩的作用。托圈斷面呈矩形，中間焊有直立的帶孔筋板，以增加托圈的剛度。轉(zhuǎn)爐托圈兩側(cè)設(shè)有耳軸，耳軸支撐在軸承上，由齒輪帶動，經(jīng)托圈使?fàn)t體傾動。傾動機(jī)構(gòu)是使?fàn)t體能傾動的機(jī)械設(shè)備，以便進(jìn)行兌鐵水、加廢鋼、取樣、出鋼和倒渣等工藝操作。傾動機(jī)構(gòu)應(yīng)能使?fàn)t體正反旋轉(zhuǎn)3600°轉(zhuǎn)爐爐型指爐殼砌襯后所形成的轉(zhuǎn)爐內(nèi)膛輪廓。最上端稱為爐口，然后由上到下分為爐帽、爐身和爐底三段。爐帽有正口式和偏口式兩種，正口式爐帽為軸心對稱的截錐形，這樣可使兌鐵水和出鋼分在兩側(cè)進(jìn)行，有利于爐襯均勻受侵蝕，故大多數(shù)轉(zhuǎn)爐都采用正口式爐帽。爐身為直圓筒形，爐底為球缺形。是不同噸位的轉(zhuǎn)爐爐型比較示意圖。決定轉(zhuǎn)爐爐型的基本參數(shù)是爐容比和高寬比。爐容比是指爐型空間所有容積和金屬料裝入量之比，一般接近1m3/t鋼水的密度是7t/m3。這樣，爐子內(nèi)只有1/7為鋼水所占據(jù)，其余6/7都是空的，保留這樣大的空間是為了容納泡沫渣(見轉(zhuǎn)爐泡沫渣)，避免噴濺。但過大的爐容比增加設(shè)備投資。高寬比是指爐型總高度和爐身直徑的比。早期增加轉(zhuǎn)爐容量時降低高寬比，即爐子向矮胖方向發(fā)展。但這使得兩個耳軸距離加大，并導(dǎo)致耳軸中心線彎曲度增大，所以特別大的爐子高寬比又趨向增加。根據(jù)高寬比和爐容量即可確定熔池深度和熔池面積。。

謂轉(zhuǎn)爐煉鋼所，就是將鐵水、廢鋼等煉成具有所要求化學(xué)成分的鋼，并使其具有一定的物理化學(xué)性能和力學(xué)性能。目前轉(zhuǎn)爐煉鋼是世界上最主要的煉鋼生產(chǎn)方法。(a)筒球形;(b)錐球形;(c)截錐形轉(zhuǎn)爐的形狀主要有筒球型、錐球型和截錐型。轉(zhuǎn)爐煉鋼(1)筒球型：熔池形狀由一個球缺體和一個圓筒體組成。它的優(yōu)點(diǎn)是爐型形狀簡單，砌筑方便，爐殼制造容易。熔池內(nèi)型比較接近金屬液循環(huán)流動的軌跡，在熔池直徑足夠大時，能保證在較大的供氧強(qiáng)度下吹煉而噴濺最小，也能保證有足夠的熔池深度，使?fàn)t襯有較高的壽命。大型轉(zhuǎn)爐多采用這種爐型。(2)錐球型：熔池由一個錐臺體和一個球缺體組成。這種爐型與同容量的筒球型轉(zhuǎn)爐相比，若熔池深度相同則熔池面積比筒球型大，有利于冶金反應(yīng)的進(jìn)行。同時，隨著爐襯的侵蝕熔池變化較小，對煉鋼操作有利。歐洲生鐵含磷量相對偏高的國家，較多采用此種爐型。我國2080噸的轉(zhuǎn)爐多采用錐球型，對筒球型與錐球型的適用性，看法尚不一致。有人認(rèn)為錐球型適用于大轉(zhuǎn)爐(奧地利)，有人卻認(rèn)為適用于小轉(zhuǎn)爐(蘇聯(lián))。但世界上已有的大型轉(zhuǎn)爐多采用筒球型。(3)截錐型：熔池為上大下小的圓錐臺。其特點(diǎn)是構(gòu)造簡單且平底熔池便于修砌。這種爐型基本上能滿足煉鋼反應(yīng)的要求，適用于小型轉(zhuǎn)爐。我國30噸以下的轉(zhuǎn)爐多用這種爐型。國外轉(zhuǎn)爐容量普遍較大，故極少采用此種形式。

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%）。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?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?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)，在冶煉低硅鐵的同時不必再為保證轉(zhuǎn)爐中的精煉進(jìn)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(diǎn)鋼水氧化度起調(diào)節(jié)作用，長期實(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，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(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(jìn)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(jī)理及動力特性，因?yàn)檫@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(qiáng)勁動力。

環(huán)渤海新聞網(wǎng)專稿 (本報記者 黃巖)從租借生產(chǎn)車間做機(jī)加工配件起步，到勇敢接受挑戰(zhàn)獲得突破性進(jìn)展，到國內(nèi)知名鋼鐵設(shè)備成套生產(chǎn)企業(yè)，到國家級高新技術(shù)研究示范基地，憑借勇于探索、鍥而不舍的自主創(chuàng)新精神，桂林優(yōu)質(zhì)轉(zhuǎn)爐爐體下段制作唐山市三川鋼鐵機(jī)械制造有限公司在冀東平原上成長起來、壯大起來。由他們自主研發(fā)并投入使用的顆粒阻尼減振降噪技術(shù)，經(jīng)中國科學(xué)院過程工程研究所廣泛性實(shí)踐與理論性總結(jié)后，認(rèn)為在大型機(jī)床應(yīng)用上效果良好、技術(shù)可行，是一項具有突破性貢獻(xiàn)的科研成果，在節(jié)能減排、改善環(huán)境方面意義重大，適宜在同行業(yè)廣泛推廣。這個認(rèn)定標(biāo)志了唐山市三川鋼鐵機(jī)械制造有限公司在技術(shù)裝備上居于國內(nèi)領(lǐng)先水平。借窩下蛋開啟逐夢之旅1999年春天，懷揣著理想，攜帶著zhuanli，50歲的邊賀川辭別了工作10多年的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，和幾個志同道合的伙伴租下了一家企業(yè)的4間廠房，開啟了逐夢之旅。依靠多年積累的人脈和良好的商業(yè)信譽(yù)，他們的機(jī)加工冶金配件很快打開了市場之門。隨著企業(yè)的小有名氣，機(jī)遇在悄然間降臨了。2000年，唐山一家鋼鐵公司準(zhǔn)備把3噸轉(zhuǎn)爐改建為10噸。他們找了多家機(jī)械加工企業(yè)，沒有誰樂意干這個活。邊賀川聞訊后主動找上門去，把這個活兒接了下來。但廠內(nèi)的技術(shù)人員卻替他捏了一把汗：我們是做配件加工，從來沒有做過成套的設(shè)備，這一下子就攬了這么個大活兒，能行嗎？邊賀川給大家鼓氣說：“你們不總希望咱們廠快點(diǎn)發(fā)展嗎？這回機(jī)會有了，就大膽地干吧。大家只管按設(shè)計去做，出了問題算我的！”在老板的激勵下，攻關(guān)團(tuán)隊很快組建起來，大家投入到日以繼夜的奮斗中。經(jīng)過半年的努力，夢想之花豁然綻放。一套簇新的10噸轉(zhuǎn)爐設(shè)備交付給對方，煉出了合格的鋼水。三川機(jī)械不僅賺回了建廠以來最大一筆錢，還讓自己的知名度迅速擴(kuò)張。在對產(chǎn)品質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān)的同時，邊賀川將誠信理念植入企業(yè)的血脈之中。“我這個人說話算數(shù)，訂貨的時候怎么說的，就怎么辦。就算遇到市場風(fēng)波，也堅決不漲價，規(guī)規(guī)矩矩地按合同辦事?！闭且揽恐鵀槿苏嬲\、做事規(guī)矩，三川機(jī)械在行業(yè)內(nèi)外樹立了良好的企業(yè)形象。許多客戶有了問題，都是第一時間想到三川機(jī)械。2005年冬天的一個夜晚，唐山瑞豐鋼鐵公司一座轉(zhuǎn)爐的支撐座出現(xiàn)問題，他們向三川機(jī)械緊急求援桂林優(yōu)質(zhì)轉(zhuǎn)爐爐體下段制作。邊賀川與公司技術(shù)人員連夜趕到現(xiàn)場，經(jīng)過一夜搶修終于排除了故障，通紅的鋼水再次照亮廠房。從此這家企業(yè)重要的備件工程都交給三川機(jī)械。自主研發(fā)迎來嶄新局面進(jìn)入21世紀(jì)后，鋼鐵行業(yè)在唐山及周邊地區(qū)呈現(xiàn)出爆炸式增長的態(tài)勢，這也給三川機(jī)械的發(fā)展帶來巨大的推動力。同時，也讓企業(yè)的研發(fā)、設(shè)計、制造等面臨新的考驗(yàn)。為提高三川機(jī)械的加工能力，添置一臺大型數(shù)控龍門銑床就成了當(dāng)務(wù)之急。這種機(jī)床在當(dāng)年可算是金娃娃，價錢在1400萬元左右。對于流動資金緊張的三川機(jī)械來說，可是個天文數(shù)字?！八懔耍蹅冏约汗膿v吧！”邊賀川下決心自己研發(fā)這個大家伙。于是，晚上回家后他就趴在桌子上琢磨著畫圖紙，每天兩個小時雷打不動，就這樣一年時間過去了，他終于完成了全部圖紙的樣稿。從家屬到員工，許多人都好像聽到了一個天方夜譚的故事，可這故事就真的變成了奇跡。一臺完全自主研發(fā)、設(shè)計、制造，用鋼板替代了鑄鐵的重切型龍門移動式數(shù)控鏜銑機(jī)床，雄赳赳地站立在三川機(jī)械的生產(chǎn)車間里，讓前來觀看的人們在驚呼中不住地贊嘆。特別讓業(yè)界振奮的是，為消減機(jī)床在作業(yè)中產(chǎn)生的震動，邊賀川發(fā)明了顆粒阻尼減振技術(shù)。他把機(jī)床的床身、橫梁、立柱、頂梁及加強(qiáng)梁設(shè)計成鋼結(jié)構(gòu)，在其型腔內(nèi)填充顆粒物質(zhì)，通過顆粒之間以及顆粒與結(jié)構(gòu)之間的相對運(yùn)動消化能量，由此產(chǎn)生的阻尼效應(yīng)可以起到減振降噪作用，使得加工出來的部件光潔細(xì)密，質(zhì)量穩(wěn)定。這項新技術(shù)給企業(yè)節(jié)省了大筆資金，開拓了加工領(lǐng)域，擴(kuò)大了生產(chǎn)能力。2011年，三川機(jī)械和中國科學(xué)院唐山高新技術(shù)研究與轉(zhuǎn)化中心合作建立了大型機(jī)床顆粒阻尼減振示范基地，在同行業(yè)中首開先河。同年，中科院與河北省聯(lián)合在唐山三川機(jī)械召開了現(xiàn)場推介會，專家們認(rèn)為：顆粒阻尼zhuanli技術(shù)的完成，將改變我國缺乏成熟可靠大型重切數(shù)控機(jī)床現(xiàn)狀，可促進(jìn)鋼鐵行業(yè)節(jié)能減振目標(biāo)的完成，在機(jī)械裝備行業(yè)推廣后，每年可節(jié)約金屬材料20%至35%。按目前統(tǒng)計，在全國2000臺套大型機(jī)床應(yīng)用后，可以節(jié)省制造成本40億元。在降低生產(chǎn)成本的同時，還可以促進(jìn)中國的環(huán)境保護(hù)工作。