鋼、鐵一般都采用高溫冶金方法冶煉。鋼鐵冶煉機(jī)械包括煉鐵的高爐及其配套機(jī)械、煉鋼的平爐和轉(zhuǎn)爐、電弧爐、爐外精煉設(shè)備、鑄錠設(shè)備以及冶金車輛等。高爐及其配套機(jī)械 將鐵礦石或人造富礦連續(xù)煉成生鐵的鼓風(fēng)豎爐稱為高爐。它的外形像一個(gè)堅(jiān)式的圓筒，由耐火材料及金屬殼體組成,為高爐及其配套機(jī)械的布置。原料從貯礦槽經(jīng)稱量后由高爐機(jī)械的料斗或帶式輸送機(jī)送到爐頂，分批均勻地置入爐內(nèi)。經(jīng)熱風(fēng)爐預(yù)熱的空氣由風(fēng)口鼓入爐內(nèi)，使燃料燃燒加熱爐料并使之分解和還原，從而得到生鐵。鐵水從出鐵口放出，經(jīng)鐵水溝和流嘴進(jìn)入鐵水罐中，運(yùn)往鋼廠或由鑄鐵機(jī)鑄成鐵塊。從爐頂導(dǎo)出的煤氣，經(jīng)煤氣凈化系統(tǒng)處理后可作為燃料。為強(qiáng)化冶煉，除采用外燃式熱風(fēng)爐提高風(fēng)溫、加大風(fēng)量或采用綜合鼓風(fēng)（包括噴吹燃料、富氧鼓風(fēng)和脫濕鼓風(fēng)）外，提高爐頂壓力也能增加產(chǎn)量和降低焦碳消耗。忻州專業(yè)煉鐵設(shè)備廠家新建的高爐廣泛采用鐘閥密封式或無料鐘式高壓爐頂。采用無料鐘式高壓爐頂后，爐頂高度和重量均可相應(yīng)降低一半左右。高爐容積也達(dá)5500米3左右（日產(chǎn)生鐵1萬余噸）。高爐生產(chǎn)的大型化、連續(xù)化,要求有較高的機(jī)械化和自動(dòng)化程度,須采用開、堵出鐵口機(jī)和換風(fēng)口機(jī)等配套高爐機(jī)械。煉鋼平爐按結(jié)構(gòu)形式可分為傾動(dòng)式和固定式兩種。傾動(dòng)式平爐因熔煉室可前后傾動(dòng)，具有操作靈活和分罐出鋼的特點(diǎn)，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，故一般均采用固定式平爐。固定式平爐的特點(diǎn)與傾動(dòng)式平爐相反。平爐熔煉范圍一般為100～650噸。20世紀(jì)70年代開始采用埋入式氧槍，加大供氧強(qiáng)度，縮短了冶煉時(shí)間.煉鋼轉(zhuǎn)爐鼓入空氣或工業(yè)純氧，使氧氣與液態(tài)鐵水中的碳、硅、錳等元素氧化，以調(diào)整鋼水的化學(xué)成分，并利用氧化時(shí)產(chǎn)生的熱量來煉鋼的設(shè)備。鼓入空氣的轉(zhuǎn)爐，因煉出的鋼質(zhì)量差,已較少應(yīng)用。圖2為轉(zhuǎn)爐的外形及其配套機(jī)械。煉鋼所需的造渣劑可從爐頂料倉卸下，經(jīng)稱量后通過密封料倉和流槽加入轉(zhuǎn)爐內(nèi)。整個(gè)轉(zhuǎn)爐爐體由圓環(huán)形托圈支承，托圈兩端的軸由軸承支承。托圈軸與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)聯(lián)接后能使?fàn)t體繞軸線作360°回轉(zhuǎn),以適應(yīng)轉(zhuǎn)爐加料、出鋼、出渣等工藝要求。轉(zhuǎn)爐傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式有落地式、半懸掛式或全懸掛的多點(diǎn)嚙合式等，以全懸掛的多點(diǎn)嚙合式較為普遍。為了提高轉(zhuǎn)爐爐座利用率，轉(zhuǎn)爐爐體也可做成更換式的。 為了防止環(huán)境污染和節(jié)約能源，在冶煉時(shí)從轉(zhuǎn)爐爐口逸出的、含有較多煙塵和大量CO高溫爐氣，經(jīng)余熱利用煙道生產(chǎn)蒸汽，又經(jīng)過能回收CO和降低煙氣含塵量的除塵系統(tǒng)，使煙氣符合排放標(biāo)準(zhǔn)。轉(zhuǎn)爐依氧氣噴口在爐體的位置不同可分為頂吹、底吹和側(cè)吹幾種，但側(cè)吹轉(zhuǎn)爐應(yīng)用較少。氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐在爐口插入水冷氧槍（噴口）供工業(yè)純氧，并以超音速氣流噴入熔池進(jìn)行攪拌和反應(yīng)。吹轉(zhuǎn)爐的容量已達(dá)400噸,并有更大型的轉(zhuǎn)爐正在籌建中。底吹轉(zhuǎn)爐的噴口設(shè)置在爐底，噴口數(shù)目可根據(jù)工藝要求而定。噴口型式有透氣（或毛細(xì)管式）耐火磚和同心套管式兩種。為延長同心套管式噴口壽命，套管之間的環(huán)縫可噴入碳?xì)浠衔镒鳛槔鋮s介質(zhì)，噴口也可在噴入氧氣流時(shí)帶入粉狀造渣劑提前化渣去除硫、磷。底吹轉(zhuǎn)爐較適用于高磷鐵水的冶煉。頂吹轉(zhuǎn)爐上結(jié)合底吹轉(zhuǎn)爐的優(yōu)點(diǎn)，將部分氧氣或惰性氣體從爐底噴入，便成為頂?shù)讖?fù)合吹煉的轉(zhuǎn)爐，效果較好。為了適應(yīng)氧化轉(zhuǎn)爐快速操作和環(huán)境保護(hù)的要求，現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐還配有相應(yīng)的裝料、出鋼、出渣、渣處理、煙氣凈化、污水處理和綜合利用等配套設(shè)備，同時(shí)也采用計(jì)算機(jī)控制，以提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。忻州專業(yè)煉鐵設(shè)備廠家電弧爐利用電能通過石墨制的電極與金屬爐料之間產(chǎn)生電弧所生成的熱量進(jìn)行熔化爐料。電弧爐由爐體、傳動(dòng)裝置、供電系統(tǒng)和控制設(shè)備等組成。爐體結(jié)構(gòu)依裝料形式不同，可分為爐身開出式、爐蓋旋轉(zhuǎn)式和爐蓋開出式幾種。為了出鋼方便，整個(gè)爐體可作前后傾動(dòng)。電極的夾持和升降機(jī)構(gòu)安裝在爐體的側(cè)面,為了調(diào)整電弧長度,升降機(jī)構(gòu)能自動(dòng)調(diào)節(jié)。為了提高鋼的質(zhì)量，常在爐底下部裝設(shè)電磁攪拌器，使鋼流按需要方向流動(dòng)。電弧爐容量一般為10～360噸。為了提高生產(chǎn)能力和縮短熔煉時(shí)間，電弧爐正向超高功率方向發(fā)展。爐外精煉為提高鋼液質(zhì)量，可將煉鋼爐初煉的鋼液在煉鋼爐外精煉。爐外精煉有真空脫氣、鋼包精煉、噴射冶金等方法。① 真空脫氣:利用氣相壓力降低而使鋼中溶解的氣體析出。真空脫氣有座包脫氣法、滴流脫氣法、提升除氣(D-H)法、循環(huán)除氣(R-H)法等。提升除氣法和循環(huán)除氣法應(yīng)用較為普遍。提升除氣法 是靠真空室和鋼水罐的垂直往復(fù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使鋼液分批進(jìn)入負(fù)壓 66.6～133帕的真空室處理，小批量的鋼液吞吐過程即為除氣攪拌過程，處理容量約為鋼水罐容量的1/12～1/6。提升除氣法的真空室頂部裝有電熱裝置,可減少鋼液的溫度降。在處理后期，可通過特殊的合金料罐加入鐵合金。循環(huán)除氣法 是將真空室下端的二根管子插入鋼液中進(jìn)行，先在左側(cè)的上升管內(nèi)導(dǎo)入少量氬氣或其他惰性氣體。氣體經(jīng)鋼液高溫加熱而產(chǎn)生熱膨脹，不斷膨脹的向上流動(dòng)的氣體使鋼液上升進(jìn)入真空室而濺成微粒，從而獲得充分除氣，除氣后的鋼液沿右側(cè)下降管流回鋼水罐，使鋼液在罐內(nèi)充分?jǐn)嚢?。?jīng)循環(huán)除氣后的鋼液純度高，溫度和成分也較均勻。真空室可容鋼量約為1～2噸。整個(gè)設(shè)備支承在平行的四聯(lián)桿機(jī)構(gòu)上，能在不同容量的鋼水罐上工作。② 鋼包精煉:將鋼液電弧加熱、真空脫氣、吹氬或電磁攪拌、合金化、脫硫等多種工藝均移入鋼包內(nèi)進(jìn)行的精煉方法。③ 噴射冶金:將粉狀精煉劑，合金劑以流態(tài)化狀態(tài)吹入鋼液內(nèi)部的精煉方法。主要設(shè)備有噴粉罐和可升降的噴槍架等。鑄錠設(shè)備將鋼液鑄成坯錠的設(shè)備。鑄錠分為鋼錠模鑄錠和連續(xù)鑄錠兩種工藝。連續(xù)鑄錠能提高鋼材成材率，降低能耗，簡化傳統(tǒng)的鋼錠模鑄錠的準(zhǔn)備和脫模等工序,為鋼鐵工業(yè)的生產(chǎn)連續(xù)化創(chuàng)造條件。圖7為連續(xù)鑄錠的工藝流程和設(shè)備。設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)型式有立式、立彎式、弧式和水平式等，以弧式應(yīng)用較為廣泛。熱狀態(tài)下設(shè)備變形和防止漏鋼是設(shè)備制造和操作中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為了加快處理漏鋼事故，關(guān)鍵設(shè)備應(yīng)能迅速整體吊裝更換。連續(xù)鑄錠的發(fā)展趨向是：提高澆鑄速度和設(shè)備利用率，快速變換結(jié)晶器的斷面尺寸，用計(jì)算機(jī)控制提高連續(xù)澆鑄能力等。有色金屬的火法冶煉機(jī)械在高溫條件下利用燃燒或電產(chǎn)生的熱能，將礦石或精礦中的金屬分離并提煉出來的機(jī)械。表列出主要的有色金屬冶煉設(shè)備及其特點(diǎn)。此外尚有感應(yīng)電爐、電弧爐、真空自耗電爐、電子束熔煉爐、等離子熔煉爐等，以及類似于電化學(xué)設(shè)備的電解熔煉槽和熔鹽電解槽等。

為消除對(duì)大氣環(huán)境的污染，必須進(jìn)一步做好煙塵處理，積極采用干法除塵技術(shù)，節(jié)約水資源。回收能源介質(zhì)的高效利用都有許多項(xiàng)目需要認(rèn)真研發(fā)。努力將煉鋼廠建設(shè)成為無污染、零排放的綠色工廠3.2、吹煉終點(diǎn)動(dòng)態(tài)控制技術(shù)終點(diǎn)控制是煉鋼操作的技術(shù)關(guān)鍵。國內(nèi)鋼鐵企業(yè)多采用人工經(jīng)驗(yàn)控制，無法滿足潔凈鋼和高品質(zhì)鋼種生產(chǎn)的質(zhì)量要求。因此，盡快采取措施提高煉鋼終點(diǎn)的控制精度和命中率已成為當(dāng)前國內(nèi)煉鋼生產(chǎn)中迫切需要解決的技術(shù)問題。提高轉(zhuǎn)爐煉鋼終點(diǎn)控制水平的關(guān)鍵技術(shù)主要有以下兩點(diǎn)。1)優(yōu)化復(fù)吹工藝，促進(jìn)鋼渣平衡，穩(wěn)定終點(diǎn)操作；　　2)采用計(jì)算機(jī)終點(diǎn)動(dòng)態(tài)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)不倒?fàn)t出鋼及提高出鋼口壽命，縮短出鋼時(shí)間，進(jìn)而縮短轉(zhuǎn)爐輔助作業(yè)時(shí)間，也是提高轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率的重要技術(shù)措施。3.3轉(zhuǎn)爐高效吹煉工藝　　近年來，國內(nèi)各大鋼企陸續(xù)開展了提高轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率，加大供氧強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)吹煉的技術(shù)研究，并開發(fā)出一整套轉(zhuǎn)爐高效冶煉技術(shù)，使轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率大幅提高。采用以下技術(shù)有利于進(jìn)一步提高供氧強(qiáng)度，從而使轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率得到提高。1)提高我國轉(zhuǎn)爐底吹攪拌強(qiáng)度，優(yōu)化底吹攪拌工藝，保證全爐役內(nèi)底吹效果，并結(jié)合該工藝進(jìn)行轉(zhuǎn)爐長壽技術(shù)研究；2)大幅減少渣量，對(duì)于少渣冶煉轉(zhuǎn)爐，由于渣量減少可大幅提高供氧強(qiáng)度；3)優(yōu)化改進(jìn)氧槍結(jié)構(gòu)，加快研發(fā)集束氧槍在轉(zhuǎn)爐中應(yīng)用、CO2和高比例CaCO3在轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)中的應(yīng)用等全新工藝與裝備，提高噴槍化渣速度，減少熔池噴濺和避免產(chǎn)生大量FeO粉塵是大幅提高供氧強(qiáng)度的關(guān)鍵。1)我國小型轉(zhuǎn)爐目前還有相當(dāng)大的比例，與精煉、連鑄的匹配關(guān)系還有待優(yōu)化?！　?/p>

轉(zhuǎn)爐汽化煙道（也稱為余熱鍋爐）是轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要配套設(shè)備之一，該設(shè)備在工作時(shí)要最大限度地收集高溫?zé)煔猓惺茏罡叩臓t氣溫度與劇烈頻繁的溫度變化，同時(shí)工況最為惡劣，最容易粘結(jié)噴濺的鋼渣。一種煉鋼轉(zhuǎn)爐用汽化冷卻煙道，包括：活動(dòng)煙罩、爐口固定段煙道、中間段煙道和末段煙道，活動(dòng)煙罩置于轉(zhuǎn)爐上方，活動(dòng)煙罩、爐口固定段煙道、中間段煙道和末段煙道依次順序連接，其特征在于：活動(dòng)煙罩和爐口固定段煙道的上氣泡和下聯(lián)箱之間的循環(huán)水回路中增置一循環(huán)泵，爐口固定段煙道與中間段煙道之間采用膨脹節(jié)連接，中間段煙道與末段煙道連接處采用小直段斜彎管式連接結(jié)構(gòu)，活動(dòng)煙罩和爐口固定段煙道內(nèi)表面涂有鎳-鉻涂層。本發(fā)明能使管內(nèi)水流動(dòng)始終保持充足、在煙道長度方向可以伸縮、能有效解決煙道平直段汽水分層問題和煙道內(nèi)表面粘渣和煙氣沖刷問題。

應(yīng)用焦炭、含鐵礦石(天然富塊礦及燒結(jié)礦和球團(tuán)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(duì)簡單，產(chǎn)量大，勞動(dòng)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(jià)格低廉的非黏結(jié)煤或微黏結(jié)煤用作生產(chǎn)原燃料進(jìn)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(jìn)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(shí)驗(yàn)表明會(huì)節(jié)省大量的焦與主焦煤，也通過這一試驗(yàn)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(dá)到 30%。這項(xiàng)技術(shù)正在日本的各個(gè)工廠進(jìn)行實(shí)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(shí)驗(yàn)進(jìn)行完善。生物質(zhì)編輯生物質(zhì)指的是，動(dòng)物、植物、微生物通過新陳代謝產(chǎn)生的有機(jī)物，這種有機(jī)物很適合進(jìn)行熱解行為，并且可以碳化溫度來實(shí)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(cái)力的消耗。生物質(zhì)可以代替煤粉等還原劑進(jìn)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?yàn)榻範(fàn)t煤氣的主要成分是氫氣，含有一些其他的碳?xì)浠衔铩＿@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(jìn)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(jìn)行了試生產(chǎn)，通過生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)顯示，對(duì)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(tái)運(yùn)用這一技術(shù)的設(shè)備，并進(jìn)行了技術(shù)的完善，為這一技術(shù)投入使用打下了堅(jiān)實(shí)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(jìn)行高爐煉鐵 綜合噴吹編輯高爐除塵灰指的是爐前出鐵時(shí)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(fèi)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(duì)本來的廢料進(jìn)行回收，充分的進(jìn)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(shí)證明這一技術(shù)也是可以進(jìn)行推廣的。與傳統(tǒng)的技術(shù)相比該技術(shù)擁有幾項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，對(duì)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(huì)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(jìn)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(diǎn)進(jìn)行調(diào)整配比，使其性能達(dá)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(jià)格低但性能并不是特別好的煤種上，例如褐煤，這種煤因?yàn)槊夯^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(shí)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(diǎn)考慮的，加入助燃劑和降低煤粉燃點(diǎn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，加入適當(dāng)?shù)闹紕┛梢杂行У目s短煤粉的點(diǎn)燃時(shí)間，使煤粉的燃燒速率得到顯著提高。

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(jī)，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(duì)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(dòng)煙罩，活動(dòng)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(jìn)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(jìn)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。