汽化冷卻是采用軟化水以汽化的方式（充分利用了水汽化潛熱大的優(yōu)點）冷卻鋼鐵冶金設備并吸收大量的熱量從而產生蒸汽的裝置。其工作過程是，高溫煙氣通過汽化器（汽化煙道壁面），煙氣與汽化器存在著較大的溫差，發(fā)生熱傳遞， 高溫煙氣將自身的熱量傳遞給受熱面，同時自身溫度降低。受熱面另一側蒸發(fā)管中的水吸收煙氣熱量部分被蒸發(fā)，并在蒸發(fā)管內形成了汽水混合物。由于水蒸氣的密度相對與水較小，在壓強的作用下蒸氣在蒸發(fā)管內上升，通過上升管最終進入汽包，經(jīng)過汽水分離，水蒸氣從汽包引出進入蓄熱器存儲，最后送入蒸汽管網(wǎng)供生產生活使用。同時水下降到蒸發(fā)管底部重新進入到汽化器的下聯(lián)箱內，補充的水供給蒸發(fā)管內繼續(xù)蒸發(fā)使用。如此反復循環(huán)，不斷冷卻高溫煙氣，產生蒸氣。優(yōu)點（1）采用水冷卻時，一般用工業(yè)水，由于其硬度較高，所以管道易結垢， 結垢后傳熱系數(shù)變小，影響傳熱效果，同時使部分管道發(fā)生過熱燒壞。當采用汽化冷卻時，一般用軟水可以避免結垢，從而可延長水冷管的使用壽命，減小檢修的工作量。（2）用工業(yè)水冷卻時，冷卻水全部排放掉，其帶走的熱量全部流失，未得到回收利用，采用汽冷方式，不但達到冷卻了煙氣的目的，而且可以產生蒸氣回收大量熱能供生產、生活方面使用，如果蒸氣質量較好甚至可以用來發(fā)電， 極大的降低了煉鋼成本，有效的降低了能耗。同時也是貫徹治理三廢，綜合利用這一政策的部分措施。（3）從經(jīng)濟的角度來看，汽化冷卻省水省電，綜合投資費用較少，而且返本較水冷快。

氧槍的結構及性能在很大程度上決定著氧氣煉鋼的效果。特別是對于頂吹氧氣轉爐煉鋼過程，氧槍起著主導全局的作用。北海煉鐵設備它支配著氧氣射流與熔池的接觸面積、氧氣射流的穿透深度、熔池的攪拌狀態(tài)、元素的氧化程度、熔池的升溫速度、渣中氧化鐵含量等重要工藝因素，因而對化渣、噴濺、雜質的去除、轉爐煉鋼終點控制以及各項煉鋼技術經(jīng)濟指標都起著重要作用。氧槍由噴頭、槍身和槍尾三部分構成。噴頭由工業(yè)純銅制造，是氧槍的最重要的部分。是幾種噴頭的結構，a、b、c為氧氣轉爐用噴頭，高壓氧（0.6～1.0MPa）由內管供入，在噴頭處分流進入若干個先收縮后擴張的拉瓦爾型噴嘴，一般中小轉爐采用3個噴嘴，稱為三孔噴頭，大爐子（100t以上）用4～6個噴嘴。為了使煉鋼產生的CO氣在爐內燃燒成CO2（二次燃燒）的比例增大，需應用雙流噴頭或分流噴頭。雙流噴頭有利于主氧流和副氧流比值的調節(jié)，但要在槍身處增加一層副氧流道。平爐和電弧爐所用噴頭，氧氣沿內管和中管間的空隙流入，噴嘴為直圓筒形，但孔數(shù)較多，而且和中心線的夾角也大得多。槍身為3根（雙流氧槍為4根）同心的無縫鋼管，下端連接噴頭，上端和槍尾相連。槍尾包括供氧、進水和排水支管及連接法蘭和密封膠圈，通過槍尾和車間的氧氣管網(wǎng)和高壓水管網(wǎng)相連接。

高爐內型特征是：矮胖爐型，減少爐腹角和爐身角，加大死鐵層深度；高爐有效容積為3200㎡；采用立式大構架結構，框架柱間距18m×18m；爐體框架平臺由一層爐頂平臺、一層爐底平臺和五層爐身平臺組成，各平臺之間設有雙向走梯。高爐本體是整個煉鐵系統(tǒng)最主要設備，發(fā)生事故頻率高，事故類型多，在實際生產中為危險重點控制對象。其主要危險有害因素如下：（1）火災、爆炸采集者退散a.開氧氣者在氧氣閥門附近抽煙或周圍有人動火，可能發(fā)生火災。b.風口、渣口及水套，密封性不好，引起煤氣泄漏，在有火星、火源的情況下，可能發(fā)生火災、爆炸事故。c.在停電斷水情況下，由于事故供水不及時，致使爐內溫度過高，發(fā)生爐體開裂，引起火災。d.爐頂壓力過高又無法控制，可能導致，爐體爆炸，并引起火災。e.高爐停吹氧氣，可能造成火災、爆炸事故。f.在高爐休風、檢修、停電、停水情況下，由于誤操作，可能發(fā)生火災爆炸事故。

高爐的機械維護與保養(yǎng)高爐是冶金企業(yè)，尤其是鋼鐵生產企業(yè)的主要煉鋼設備，其性能的優(yōu)劣直接影響到鋼鐵的品質，因此，對于如何提高高爐的維護與保養(yǎng)水平，實現(xiàn)高爐高性能運轉時間的最大化，一直是冶金企業(yè)重點抓的頭等大事。目前，高爐在使用過程中，主要的故障與問題集中在冷卻壁破損，造成冷卻壁破損的原因有很多，而且由于高爐內部結構復雜，一旦發(fā)生故障，維修技術難度大，將嚴重影響企業(yè)的正常生產，因此，對于高爐的維護與保養(yǎng)，就顯得異常重要。在日常的生產中，對于高爐設備的維護保養(yǎng)，主要集中在如何預防冷卻壁的破損方面，對此，以下一些措施可以在實際中加以應用，以提高高爐設備的維護保養(yǎng)水平：（1）增大冷卻水量，提高水流速度，加大冷卻強度；（2）抑制邊緣煤氣流，發(fā)展中心，控制十字測溫，使邊緣煤氣溫度不大于100℃；（3）采用有效的爐外噴淋措施，保持合理的爐外冷卻，減少溫度場發(fā)生的變化，避免爐皮燒紅；（4）根據(jù)風壓調整水量，以達到對冷卻壁的養(yǎng)護；（5）嚴格控制軟水溫度。軟水進水溫度嚴格控制在40士2℃，相對提高冷卻強度，減少冷卻壁峰值熱流時的損壞幾率，保證脫氣罐、膨脹罐工作正常，減少水中溶解氧對水管的腐蝕，延長冷卻壁壽命；（6）穩(wěn)定爐溫，減小溫度波動幅度與頻率，降低對冷卻壁的熱震；保持堿度穩(wěn)定，防止軟熔帶的波動；杜絕集中加硅石和集中加焦操作，避免影響造渣制度和減少爐溫波動；（7）日常操作中，穩(wěn)定造渣制度與熱制度，形成合理的軟熔帶，是維護冷卻壁完好的基本措施；（8）發(fā)揮多環(huán)布料作用，開放中心氣流，兼顧邊緣氣流，是實現(xiàn)冷卻壁安全平穩(wěn)運行的重要手段；

鋼、鐵一般都采用高溫冶金方法冶煉。鋼鐵冶煉機械包括煉鐵的高爐及其配套機械、煉鋼的平爐和轉爐、電弧爐、爐外精煉設備、鑄錠設備以及冶金車輛等。高爐及其配套機械 將鐵礦石或人造富礦連續(xù)煉成生鐵的鼓風豎爐稱為高爐。它的外形像一個堅式的圓筒，由耐火材料及金屬殼體組成,為高爐及其配套機械的布置。原料從貯礦槽經(jīng)稱量后由高爐機械的料斗或帶式輸送機送到爐頂，分批均勻地置入爐內。經(jīng)熱風爐預熱的空氣由風口鼓入爐內，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)鐵水溝和流嘴進入鐵水罐中，運往鋼廠或由鑄鐵機鑄成鐵塊。從爐頂導出的煤氣，經(jīng)煤氣凈化系統(tǒng)處理后可作為燃料。為強化冶煉，除采用外燃式熱風爐提高風溫、加大風量或采用綜合鼓風（包括噴吹燃料、富氧鼓風和脫濕鼓風）外，提高爐頂壓力也能增加產量和降低焦碳消耗。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降低一半左右。高爐容積也達5500米3左右（日產生鐵1萬余噸）。高爐生產的大型化、連續(xù)化,要求有較高的機械化和自動化程度,須采用開、堵出鐵口機和換風口機等配套高爐機械。煉鋼平爐按結構形式可分為傾動式和固定式兩種。傾動式平爐因熔煉室可前后傾動，具有操作靈活和分罐出鋼的特點，但結構較復雜，故一般均采用固定式平爐。固定式平爐的特點與傾動式平爐相反。平爐熔煉范圍一般為100～650噸。20世紀70年代開始采用埋入式氧槍，加大供氧強度，縮短了冶煉時間.煉鋼轉爐鼓入空氣或工業(yè)純氧，使氧氣與液態(tài)鐵水中的碳、硅、錳等元素氧化，以調整鋼水的化學成分，并利用氧化時產生的熱量來煉鋼的設備。鼓入空氣的轉爐，因煉出的鋼質量差,已較少應用。圖2為轉爐的外形及其配套機械。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爐內。整個轉爐爐體由圓環(huán)形托圈支承，托圈兩端的軸由軸承支承。托圈軸與傳動機構聯(lián)接后能使爐體繞軸線作360°回轉,以適應轉爐加料、出鋼、出渣等工藝要求。轉爐傳動機構的結構形式有落地式、半懸掛式或全懸掛的多點嚙合式等，以全懸掛的多點嚙合式較為普遍。為了提高轉爐爐座利用率，轉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，在冶煉時從轉爐爐口逸出的、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)，使煙氣符合排放標準。轉爐依氧氣噴口在爐體的位置不同可分為頂吹、底吹和側吹幾種，但側吹轉爐應用較少。氧氣頂吹轉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行攪拌和反應。吹轉爐的容量已達400噸,并有更大型的轉爐正在籌建中。底吹轉爐的噴口設置在爐底，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)縫可噴入碳氫化合物作為冷卻介質，噴口也可在噴入氧氣流時帶入粉狀造渣劑提前化渣去除硫、磷。底吹轉爐較適用于高磷鐵水的冶煉。頂吹轉爐上結合底吹轉爐的優(yōu)點，將部分氧氣或惰性氣體從爐底噴入，便成為頂?shù)讖秃洗禑挼霓D爐，效果較好。為了適應氧化轉爐快速操作和環(huán)境保護的要求，現(xiàn)代轉爐還配有相應的裝料、出鋼、出渣、渣處理、煙氣凈化、污水處理和綜合利用等配套設備，同時也采用計算機控制，以提高生產的經(jīng)濟效益。電弧爐利用電能通過石墨制的電極與金屬爐料之間產生電弧所生成的熱量進行熔化爐料。電弧爐由爐體、傳動裝置、供電系統(tǒng)和控制設備等組成。爐體結構依裝料形式不同，可分為爐身開出式、爐蓋旋轉式和爐蓋開出式幾種。為了出鋼方便，整個爐體可作前后傾動。電極的夾持和升降機構安裝在爐體的側面,為了調整電弧長度,升降機構能自動調節(jié)。為了提高鋼的質量，常在爐底下部裝設電磁攪拌器，使鋼流按需要方向流動。電弧爐容量一般為10～360噸。為了提高生產能力和縮短熔煉時間，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)除氣法應用較為普遍。提升除氣法 是靠真空室和鋼水罐的垂直往復相對運動，使鋼液分批進入負壓 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行，先在左側的上升管內導入少量氬氣或其他惰性氣體。氣體經(jīng)鋼液高溫加熱而產生熱膨脹，不斷膨脹的向上流動的氣體使鋼液上升進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下降管流回鋼水罐，使鋼液在罐內充分攪拌。經(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。整個設備支承在平行的四聯(lián)桿機構上，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進行的精煉方法。③ 噴射冶金:將粉狀精煉劑，合金劑以流態(tài)化狀態(tài)吹入鋼液內部的精煉方法。主要設備有噴粉罐和可升降的噴槍架等。鑄錠設備將鋼液鑄成坯錠的設備。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)的鋼錠模鑄錠的準備和脫模等工序,為鋼鐵工業(yè)的生產連續(xù)化創(chuàng)造條件。圖7為連續(xù)鑄錠的工藝流程和設備。設備的主要結構型式有立式、立彎式、弧式和水平式等，以弧式應用較為廣泛。熱狀態(tài)下設備變形和防止漏鋼是設備制造和操作中的關鍵環(huán)節(jié)。為了加快處理漏鋼事故，關鍵設備應能迅速整體吊裝更換。連續(xù)鑄錠的發(fā)展趨向是：提高澆鑄速度和設備利用率，快速變換結晶器的斷面尺寸，用計算機控制提高連續(xù)澆鑄能力等。有色金屬的火法冶煉機械在高溫條件下利用燃燒或電產生的熱能，將礦石或精礦中的金屬分離并提煉出來的機械。表列出主要的有色金屬冶煉設備及其特點。此外尚有感應電爐、電弧爐、真空自耗電爐、電子束熔煉爐、等離子熔煉爐等，以及類似于電化學設備的電解熔煉槽和熔鹽電解槽等。