基本概況：在高溫下，用還原劑將鐵礦石還原得到生鐵的生產過程。煉鐵的主要原料是鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣。鐵礦石有赤鐵礦(Fe2O3)和磁鐵礦(Fe3O4)等。鐵礦石的含鐵量叫做品位，在冶煉前要經過選礦，除去其它雜質，提高鐵礦石的品位，然后經破碎、磨粉、燒結，才可以送入高爐冶煉。焦炭的作用是提供熱量并產生還原劑一氧化碳。石灰石是用于造渣除脈石，使冶煉生成的鐵與雜質分開。煉鐵的主要設備是高爐。冶煉時，鐵礦石、焦炭、和石灰石從爐頂進料口由上而下加入，同時將熱空氣從進風口由下而上鼓入爐內，在高溫下，反應物充分接觸反應得到鐵。高爐煉鐵是指把鐵礦石和焦炭，一氧化碳，氫氣等燃料及熔劑（從理論上說把金屬活動性比鐵強 的金屬和礦石混合后高溫也可煉出鐵來）裝入高爐中冶煉，去掉雜質而得到金屬鐵（生鐵）?；玖鞒?高爐冶煉是把鐵礦石還原成生鐵的連續(xù)生產過程。鐵礦石、焦炭和熔劑等固體原料按規(guī)定配料比由爐頂裝料裝置分批送入高爐，并使爐喉料面保持一定的高度。焦炭和礦石在爐內形成交替分層結構。爐前操作一、爐前操作的任務1、利用開口機、泥炮、堵渣機等專用設備和各種工具，按規(guī)定的時間分別打開渣、鐵口（現今渣鐵口合二為一），放出渣、鐵，并經渣鐵溝分別流入渣、鐵罐內，渣鐵出完后封堵渣、鐵口，以保證高爐生產的連續(xù)進行。2.完成渣、鐵口和各種爐前專用設備的維護工作。3、制作和修補撇渣器、出鐵主溝及渣、鐵溝。4、更換風、渣口等冷卻設備及清理渣鐵運輸線等一系列與出渣出鐵相關的工作。高爐基本操作制度:高爐爐況穩(wěn)定順行：一般是指爐內的爐料下降與煤氣流上升均勻，爐溫穩(wěn)定充沛，生鐵合格，高產低耗。操作制度：根據高爐具體條件(如高爐爐型、設備水平、原料條件、生產計劃及品種指標要求)制定的高爐操作準則。高爐基本操作制度：裝料制度、送風制度、爐缸熱制度和造渣制度。高爐橫斷面為圓形的煉鐵豎爐。用鋼板作爐殼，殼內砌耐火磚內襯。高爐本體自上而下分為爐喉、爐身、爐腰、爐腹 、爐缸5部分。由于高爐煉鐵技 術經濟指標良好，工藝 簡單 ，生產量大，勞動生產效率高，能耗低等優(yōu)點，故這種方法生產的鐵占世界鐵總產量的絕大部分。高爐生產時從爐頂裝入鐵礦石、焦炭、造渣用熔劑（石灰石），從位于爐子下部沿爐周的風口吹入經預熱的空氣。在高溫下焦炭（有的高爐也噴吹煤粉、重油、天然氣等輔助燃料）中的碳同鼓入空氣中的氧燃燒生成的一氧化碳和氫氣，在爐內上升過程中除去鐵礦石中的氧，從而還原得到鐵。煉出的鐵水從鐵口放出。鐵礦石中未還原的雜質和石灰石等熔劑結合生成爐渣，從渣口排出。產生的煤氣從爐頂排出，經除塵后，作為熱風爐、加熱爐、焦爐、鍋爐等的燃料。高爐冶煉的主要產品是生鐵 ，還有副產品高爐渣和高爐煤氣。高爐熱風爐熱風爐是為高爐加熱鼓風的設備，是現代高爐不可缺少的重要組成部分。提高風溫可以通過提高煤氣熱值、優(yōu)化熱風爐及送風管道結構、預熱煤氣和助燃空氣、改善熱風爐操作等技術措施來實現。理論研究和生實踐表明，采用優(yōu)化的熱風爐結構、提高熱風爐熱效率、延長熱風爐壽命是提高風溫的有效途徑。鐵水罐車鐵水罐車用于運送鐵水，實現鐵水在脫硫跨與加料跨之間的轉移或放置在混鐵爐下，用于高爐或混鐵爐等出鐵。

氧氣頂吹轉爐煉鋼設備工藝，按照配料要求，先把廢鋼等裝入爐內，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，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，除去雜質。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，當鋼水的成分和溫度都達到要求時，即停止吹煉，提升噴槍，準備出鋼。出鋼時使爐體傾斜，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。 　氧氣頂吹轉爐在煉鋼過程中會產生大量棕色煙氣，它的主要成分是氧化鐵塵粒和高濃度的一氧化碳氣體等。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。氧氣頂吹轉爐煉鋼法具有冶煉速度快、煉出的鋼種較多、質量較好，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，因而所煉鋼種和質量就受到一定的限制。

謂轉爐煉鋼所，就是將鐵水、廢鋼等煉成具有所要求化學成分的鋼，并使其具有一定的物理化學性能和力學性能。目前轉爐煉鋼是世界上最主要的煉鋼生產方法。(a)筒球形;(b)錐球形;(c)截錐形轉爐的形狀主要有筒球型、錐球型和截錐型。轉爐煉鋼(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)點是爐型形狀簡單，砌筑方便，爐殼制造容易。熔池內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度下吹煉而噴濺最小，也能保證有足夠的熔池深度，使爐襯有較高的壽命。大型轉爐多采用這種爐型。(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，有利于冶金反應的進行。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。有人認為錐球型適用于大轉爐(奧地利)，有人卻認為適用于小轉爐(蘇聯)。但世界上已有的大型轉爐多采用筒球型。(3)截錐型：熔池為上大下小的圓錐臺。其特點是構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的要求，適用于小型轉爐。我國30噸以下的轉爐多用這種爐型。國外轉爐容量普遍較大，故極少采用此種形式。

煉鋼是指控制碳含量（一般小于2%），消除P、S、O、N等有害元素，保留或增加Si、Mn、Ni、Cr等有益元素并調整元素之間的比例，獲得最佳性能。把煉鋼用生鐵放到煉鋼爐內按一定工藝熔煉，即得到鋼。鋼的產品有鋼錠、連鑄坯和直接鑄成各種鋼鑄件等。通常所講的鋼，一般是指軋制成各種鋼材的鋼。鋼屬于黑色金屬但鋼不完全等于黑色金屬。煉鋼過程編輯加料加料：向電爐或轉爐內加入鐵水或廢鋼等原材料的操作，是煉鋼操作的第一步。造渣：調整鋼、鐵生產中熔渣成分、堿度和粘度及其反應能力的操作。目的是通過鋼鐵高爐出渣：電弧爐煉鋼時根據不同冶煉條件和目的在冶煉過程中所采取的放渣或扒渣操作。如用單渣法冶煉時，氧化末期須扒氧化渣；用雙渣法造還原渣時，原來的氧化渣必須徹底放出，以防回磷等。熔池攪拌：向金屬熔池供應能量，使金屬液和熔渣產生運動，以改善冶金反應的動力學條件。熔池攪拌可藉助于氣體、機械、電磁感應等方法來實現。渣——金屬反應煉出具有所要求成分和溫度的金屬。例如氧氣頂吹轉爐造渣和吹氧操作是為了生成有足夠流動性和堿度的熔渣，能夠向金屬液面中傳遞足夠的氧，以便把硫、磷降到計劃鋼種的上限以下，并使吹氧時噴濺和溢渣的量減至最小脫磷減少鋼液中含磷量的化學反應。磷是鋼中有害雜質之一。含磷較多的鋼,在室溫或更低的溫度下使用時,容易脆裂，稱為“冷脆”。鋼中含碳越高，磷引起的脆性越嚴重。一般普通鋼中規(guī)定含磷量不超過 0.045%，優(yōu)質鋼要求含磷更少。生鐵中的磷，主要來自鐵礦石中的磷酸鹽。氧化磷和氧化鐵的熱力學穩(wěn)定性相近。在高爐的還原條件下，爐料中的磷幾乎全部被還原并溶入鐵水。如選礦不能除去磷的化合物，脫磷就只能在（高）爐外或堿性煉鋼爐中進行。鐵中脫磷問題的認識和解決，在鋼鐵生產發(fā)展史上具有特殊的重要意義。鋼的大規(guī)模工業(yè)生產開始于1856年貝塞麥(H.Bessemer)發(fā)明的酸性轉爐煉鋼法。但酸性轉爐煉鋼不能脫磷；而含磷低的鐵礦石又很少，嚴重地阻礙了鋼生產的發(fā)展。1879年托馬斯(S.Thomas)發(fā)明了能處理高磷鐵水的堿性轉爐煉鋼法，堿性爐渣的脫磷原理接著被推廣到平爐煉鋼中去，使大量含磷鐵礦石得以用于生產鋼鐵，對現代鋼鐵工業(yè)的發(fā)展作出了重大的貢獻。堿性渣的脫磷作用 脫磷反應是在爐渣與含磷鐵水的界面上進行的。鋼液中的磷 和氧結合成氣態(tài)P2O5的反應 。電爐底吹：通過置于爐底的噴嘴將N2、Ar、CO2、CO、CH4、O2等氣體根據工藝要求吹入爐內熔池以達到加速熔化，促進冶金反應過程的目的。采用底吹工藝可縮短冶煉時間，降低電耗，改善脫磷、脫硫操作，提高鋼中殘錳量，提高金屬和合金收得率。并能使鋼水成分、溫度更均勻，從而改善鋼質量，降低成本，提高生產率。熔化期：煉鋼的熔化期主要是對平爐和電爐煉鋼而言。電弧爐煉鋼從通電開始到爐鋼花伴我煉鋼忙料全部熔清為止、平爐煉鋼從兌完鐵水到爐料全部化完為止都稱熔化期。熔化期的任務是盡快將爐料熔化及升溫，并造好熔化期的爐渣。

　摘要相比較電爐而言，近十年來，我國轉爐煉鋼生產流程工藝與裝備技術的進步幅度是明顯的。而未來，這種生產流程結構不盡合理的現象亦會逐步改變。近年來，我國轉爐鋼產量占粗鋼總產量的比例日益增強，2003年我國轉爐鋼比為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，我國與之相比轉爐鋼比過高。未來我國這種鋼鐵生產流程結構不盡合理的現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，我國轉爐生產流程工藝與裝備技術的進步幅度更加明顯。1、轉爐煉鋼技術發(fā)展現狀目前，轉爐煉鋼仍是世界上最主要的煉鋼方法，其鋼產量占世界鋼總產量的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爐鋼產量的增長提供了良好條件。因此，轉爐鋼產量近年來獲得了快速增長。2905年我國轉爐鋼產量為3.14億噸，到2013年提高到7.65億噸。隨著轉爐鋼產量的增加，轉爐煉鋼生產工藝技術也得到迅速發(fā)展。轉爐煉鋼技術進步主要體現在以下幾個方面。1.1、轉爐裝備日趨大型化2001年我國100噸以上大型轉爐只有30座，產能為3602萬噸。至2013年增長到345座，產能超過5.08億噸，13年間大型轉爐的生產能力增長了14倍。其中300噸轉爐從3座增加到11座，產能從678萬噸增長到2759萬噸以上。從數量上來看，我國現有轉爐中以100-199噸的轉爐數量最多，而200噸及以上的轉爐數量最少，我國仍然保有一定數量的30噸以下的轉爐。因此，淘汰落后產能任務艱巨。目前，我國100噸及以上轉爐的產能約占全部轉爐產能的67.5%。隨著淘汰落后產能力度的加大，我國轉爐將進一步朝著大型化方向發(fā)展。1.2、轉爐生產工藝進一步優(yōu)化提高鋼材潔凈度是21世紀鋼材質量發(fā)展的重大技術方向。為提高鋼材質量且擴大冶煉鋼種，我國大、中型轉爐煉鋼廠都相繼增建了鐵水脫硫裝置和二次精煉裝置。近年來新建的轉爐煉鋼廠大多配置了鐵水脫硫裝置，并根據冶煉鋼種的要求配置了相應的爐外精煉裝置，一般多采用LF精煉，有些轉爐煉鋼廠還配置了Ⅵ）精煉裝置，從而為高附加值鋼種的生產提供了有利條件。我國自主設計建設的京唐公司300噸轉爐采用了國際上最先進的脫磷爐與脫碳爐分工、聯合生產的工藝，京唐公司是國際上最早采用這一先進工藝的300噸轉爐大型煉鋼廠。經過近兩年的技術攻關，脫磷爐生產周期28min，脫碳爐32min；單爐班產爐數從7-8爐次提高至16爐次，轉爐生產效率提高1倍，出鋼溫度平均降低20℃。鐵水“三脫”預處理比例達到90%；月平均轉爐終點[P]為0.006%，P+S]為150×10-6；和爐外精煉相匹配可穩(wěn)定生產[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)轉爐煉鋼成本降低37.39元／t鋼，標志著我國大型轉爐煉鋼技術已接近國際領先水平。

應用焦炭、含鐵礦石(天然富塊礦及燒結礦和球團礦)和熔劑(石灰石、白云石)在豎式反應器——高爐內連續(xù)生產液態(tài)生鐵的方法。它是現代鋼鐵生產的重要環(huán)節(jié)?，F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，產量大，勞動生產率高，能耗低，故高爐煉鐵仍是現代煉鐵的主要方法，其產量占世界生鐵總產量的95%以上。鐵焦技術編輯鐵焦技術通過使用價格低廉的非黏結煤或微黏結煤用作生產原燃料進行煤礦的生產，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 。再經過專業(yè)設備加工，最后經過冶煉就能得到與原始技術一樣的煉鐵成果。這一技術使用較高含量的鐵焦代替原始含量，經過實驗表明會節(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%。這項技術正在日本的各個工廠進行實際生產，而且取得了一定的成果。但是現階段技術還未完全成型，還需要大量實驗進行完善。生物質編輯生物質指的是，動物、植物、微生物通過新陳代謝產生的有機物，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二氧化碳排放量的減少，算是這一領域的新型能源之一。黃石專業(yè)混鐵爐傾動齒條制作部分學者通過研究表明，生物質和廢塑料很適合應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。噴吹焦爐煤氣編輯因為焦爐煤氣的主要成分是氫氣，含有一些其他的碳氫化合物。這樣一來就使得高爐煉鐵的能源更加清潔。而且它可以充當良好的還原劑，不僅如此，還提高了碳氫元素的利用率，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。我國已經建設了利用相關技術的工廠，并且進行了試生產，通過生產過程的數據顯示，對于燃料的需求量明顯降低，這就證明了焦爐煤氣在爐中起到了明顯的作用，調節(jié)了爐內的工作環(huán)境，使高爐的生產得到了保證。噴吹廢塑料編輯這種技術在德國與日本早就投入到日常的生產之中，早在 1994年德國企業(yè)就在研究這一技術，在 1995 年了研制出第一臺運用這一技術的設備，并進行了技術的完善，為這一技術投入使用打下了堅實的基礎。而日本則在利用廢舊塑料代替焦炭上面取得了一定成就，根據數據表明，利用廢舊塑料產生的能源有 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生的粉塵和爐頂主皮帶料頭部放料的過程中產生的粉塵經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小，很不利于收集，但通過設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，不僅有助于提高產量，還節(jié)省了一部分資金。技術優(yōu)化編輯粒煤噴吹技術高爐粒煤噴吹技術在國外已經有很多年的歷史，例如在英、法、美都有大量應用這一技術的廠區(qū)存在。在我國卻還沒有大量應用，但通過事實證明這一技術也是可以進行推廣的。與傳統(tǒng)的技術相比該技術擁有幾項優(yōu)點，對比粉煤技術，粒煤技術更加安全，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，這樣企業(yè)就可根據自身需要進行選擇，而且在相同的效率前提下，粒煤的設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，還可以根據煤種的特點進行調整配比，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，導致含有水分較高，燃燒產生的熱量也較少，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，在生產中就可以適當的應用，通過科學的調整配比，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。提高燃燒效率當前情況下，高爐噴煤技術已經比較熟練，這時考慮如何提高煤粉的燃燒效率就成為優(yōu)化技術的又一重要突破口。就噴入煤粉之后而言，煤粉在爐內發(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處于研究之中的狀態(tài)，根據實驗結果表明，加入適當的助燃劑可以有效的縮短煤粉的點燃時間，使煤粉的燃燒速率得到顯著提高。