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(chǎn)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(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(chǎn)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(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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(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(chǎn)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。

軋鋼機，是實現(xiàn)金屬軋制過程的機械設備。泛指完成軋材生產(chǎn)全過程的裝備﹐包括有主要設備﹑輔助設備﹑起重運輸設備和附屬設備等。但一般所說的軋機往往僅指主要設備。工作機座由軋輥﹑軋輥軸承﹑機架﹑軌座﹑軋輥調整裝置﹑上軋輥平衡裝置和換輥裝置等組成。軋輥是使金屬塑性變形的部件 。軋輥軸承支承軋輥并保持軋輥在機架中的固定位置。軋輥軸承工作負荷重而變化大﹐因此要軋鋼機求軸承摩擦系數(shù)小﹐具有足夠的強度和剛度﹐而且要便于更換軋輥。不同的軋機選用不同類型的軋輥軸承。滾動軸承的剛性大﹐摩擦系數(shù)較小﹐但承壓能力較小﹐且外形尺寸較大﹐多用于板帶軋機工作輥?；瑒虞S承有半干摩擦與液體摩擦兩種。半干摩擦軋輥軸承主要是膠木﹑銅瓦﹑尼龍瓦軸承﹐比較便宜﹐多用于型材軋機和開坯機。液體摩擦軸承有動壓﹑靜壓和靜 - 動壓三種。優(yōu)點是摩擦系數(shù)比較小﹐承壓能力較大﹐使用工作速度高﹐剛性好﹐缺點是油膜厚度隨速度而變化。液體摩擦軸承多用于板帶軋機支承輥和其它高速軋機。軋機機架由兩片“牌坊”組成以安裝軋輥軸承座和軋輥調整裝置﹐需有足夠的強度和鋼度承受軋制力。機架形式主要有閉式和開式兩種。閉式機架是一個整體框架﹐具有較高強度和剛度﹐主要用于軋制力較大的初軋機和板帶軋機等。開式機架由機架本體和上蓋兩部分組成﹐便于換輥﹐主要用于橫列式型材軋機。此外﹐還有無牌坊軋機。軋機軌座于安裝機架﹐并固定在地基上﹐又稱地腳板。承受工作機座的重力和傾翻力矩﹐同時確保工作機座安裝尺寸的精度。軋輥調整裝置用于調整輥縫﹐使軋件達到所要求的斷面尺寸。上輥調整裝置也稱“壓下裝置”﹐有手動﹑電動和液壓三種。手動壓下裝置多用在型材軋機和小的軋機上。電動壓下裝置包括電動機﹑減速機﹑制動器﹑壓下螺絲﹑壓下螺母﹑壓下位置指示器﹑球面墊塊和測壓儀等部件﹔它的傳動效率低﹐運動部分的轉動慣性大﹐反應速度慢﹐調整精度低。70 年代以來﹐板帶軋機采用 AGC（厚度自動控制） 系統(tǒng)后﹐在新的帶材冷﹑熱軋機和厚板軋機上已采用液壓壓下裝置﹐具有板材厚度偏差小和產(chǎn)品合格率高等優(yōu)點。上軋輥平衡裝置用于抬升上輥和防止軋件進出軋輥時受沖擊的裝置。形式有﹕彈簧式﹑多用在型材軋機上﹔重錘式﹐常用在軋輥移動量大的初軋機上﹔液壓式﹐多用在四輥板帶軋機上。為提高作業(yè)率﹐要求軋機換輥迅速﹑方便。換輥方式有 C 形鉤式﹑套筒式﹑小車式和整機架換輥式四種。用前兩種方式換輥靠吊車輔助操作﹐而整機架換輥需有兩套機架﹐此法多用于小的軋機。小車換輥適合于大的軋機﹐有利于自動化。目前﹐軋機上均采用快速自動換輥裝置﹐換一次軋輥只需 5 ～ 8 分鐘。傳動裝置由電動機﹑減速機﹑齒輪座和連接軸等組成。齒輪座將傳動力矩分送到兩個或幾個軋輥上。輔助設備包括軋制過程中一系列輔助工序的設備。如原料準備﹑加熱﹑翻鋼﹑剪切﹑矯直﹑冷卻﹑探傷﹑熱處理﹑酸洗等設備。起重運輸設備吊車﹑運輸車﹑輥道和移送機等。附屬設備有供﹑配電﹑軋輥車磨﹐潤滑﹐供﹑排水﹐供燃料﹐壓縮空氣﹐液壓﹐清除氧化鐵皮﹐機修﹐電修﹐排酸﹐油﹑水﹑酸的回收﹐以及環(huán)境保護等設備。軋機的命名按軋制品種﹑軋機型式和公稱尺寸來命名?！肮Q尺寸”的原則對型材軋機而言﹐是以齒輪座人字齒輪節(jié)圓直徑命名﹔初軋機則以軋輥公稱直徑命名﹔板帶軋機是以工作軋輥輥身長度命名﹔鋼管軋機以生產(chǎn)最大管徑來命名。有時也以軋機發(fā)明者的名字來命名 （如森吉米爾軋機）。軋機的選擇按生產(chǎn)的產(chǎn)品品種﹑規(guī)格﹑質量和產(chǎn)量的要求來選定成品或半成品軋機的類型和尺寸﹐并配備必要的輔助﹑起重運輸和附屬設備﹐然后根據(jù)各種因素的要求最后加以平衡選定。軋機動力設施1590 年英國開始用水輪機拖動軋輥﹐直到 1790 年還有用水輪機配以石制飛輪拖動四輥式鋼板軋機的 （圖 4 水輪機拖動的鋼板軋機）。1798 年英國開始用蒸汽機拖動軋機?，F(xiàn)代的軋機均為直流或交流電動機拖動﹐有單機拖動﹐也有通過齒輪成組拖動。軋機的分類軋機可按軋輥的排列和數(shù)目分類﹐可按機架的排列方式分類﹐也可按生產(chǎn)的產(chǎn)品分類﹐分別列于表 1 軋機按軋輥的排列和數(shù)目分類﹑表 2 軋機按機架排列方式分類和表 3 軋機按生產(chǎn)產(chǎn)品分類。軋機的發(fā)展現(xiàn)代軋機發(fā)展的趨向是連續(xù)化﹑自動化﹑專業(yè)化﹐產(chǎn)品質量高﹐消耗低。60 年代以來軋機在設計﹑研究和制造方面取得了很大的進展﹐使帶材冷熱軋機﹑厚板軋機﹑高速線材軋機﹑ H 型材軋機和連軋管機組等性能更加完善﹐并出現(xiàn)了軋制速度高達每秒鐘 115 米的線材軋機﹑全連續(xù)式帶材冷軋機﹑ 5500 毫米寬厚板軋機和連續(xù)式 H 型鋼軋機等一系列先進設備。軋機用的原料單重增大﹐液壓 AGC ﹑板形控制﹑電子計算器過程控制及測試手段越來越完善﹐軋制品種不斷擴大。一些適用于連續(xù)鑄軋﹑控制軋制等新軋制方法﹐以及適應新的產(chǎn)品質量要求和提高經(jīng)濟效益的各種特殊結構的軋機都在發(fā)展中。（見彩圖 鞍山鋼鐵公司初軋廠連軋機組生產(chǎn)情景 ﹑ 初軋坯的定尺切斷設備── 2000 噸大剪 ﹑ 板坯初軋機在軋制板坯 ﹑ 上海第五鋼鐵廠初軋車間均熱爐出鋼 ﹑ 中國制造的 4200 毫米厚板軋機 ﹑ 寬厚鋼板的熱矯直機 ﹑ 鋼板粗軋機前的高壓水除鐵鱗機 ﹑ 2300 毫米鋼板軋機生產(chǎn)場面 ﹑ 1700 毫米帶鋼熱軋機主控室 ﹑ 帶鋼冷軋機正在生產(chǎn) ﹑ 帶鋼冷軋機生產(chǎn)的成品──鋼卷 ﹑ 帶鋼的熱鍍鋅機組 ﹑ H 形寬邊工字鋼軋鋼機 ﹑ 中型軋鋼廠 ﹑ 型材定尺切斷的主要方法──熱鋸 ﹑ 大型軋鋼廠的鋼軌冷床 ﹑ 保證線材性能的線材散卷冷卻 ﹑ 軋制線材的新式 45° 無扭精軋機 ﹑ 小型軋鋼機的圍盤。橫列式小型軋機的重要輔助設備 ﹑ 線材軋機的成品收取設備──線材卷取機 ﹑ 軋制直徑 140 毫米無縫鋼管的自動軋管機 ﹑ 70 年代制成的大直徑鋼管﹐直徑 2540 毫米 ﹑ 現(xiàn)代管材生產(chǎn)方法之一──大直徑螺旋焊管 ﹑ 無縫鋼管廠保證鋼管尺寸精度的均整機 ﹑ 無縫鋼管坯正在穿孔 ﹑ 軋制箔材用的森吉米爾 20 輥軋機 ﹑ 火車車輪和輪箍軋機的工作情景 ﹑ 中國制造的大型鍛壓設備── 32000 噸水壓機 ﹑ 新型塑性加工設備──精鍛機 ﹑ 3000 噸臥式擠壓機 ﹑ 鋁箔軋機 ﹑ 品類繁多的軋輥﹐用于軋制各種產(chǎn)品 ﹑ 鋁連續(xù)鑄軋機）

轉爐煉鋼 一種不需外加熱源、主要以液態(tài)生鐵為原料的煉鋼方法。其主要特點是靠轉爐內液態(tài)生鐵的物理熱和生鐵內各組分，如碳、錳、硅、磷等與送入爐內的氧氣進行化學反應所產(chǎn)生的熱量作冶煉熱源來煉鋼。爐料除鐵水外，還有造渣料（石灰、石英、螢石等）；為了調整溫度，還可加入廢鋼以及少量的冷生鐵和礦石等。轉爐按爐襯耐火材料性質分為堿性（用鎂砂或白云為內襯）和酸性（用硅質材料為內襯）；按氣體吹入爐內的部分分為底吹頂吹和側吹；按所采用的氣體分為空氣轉爐和氧氣轉爐。酸性轉爐不能去除生鐵中的硫和磷，須用優(yōu)質生鐵，因而應用范圍受到限制。堿性轉爐適于用高磷生鐵煉鋼，曾在西歐獲得較大發(fā)展?？諝獯禑挼霓D爐鋼，因其含氮量高，且所用的原料有局限性，又不能多配廢鋼，未在世界范圍內得到推廣。。

廢鋼是鋼鐵工業(yè)的綠色原料轉爐安裝現(xiàn)場廠家專業(yè)呂梁，隨著取締“地條鋼”和國家對環(huán)保的嚴格要求，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、清潔的轉爐流程提高廢鋼比技術。目前，轉爐流程大生產(chǎn)中采用的提高廢鋼比的手段主要有：廢鋼預熱（鐵水包預熱、轉爐爐前及爐后預熱等）、轉爐加入補熱劑（焦炭、焦丁、FeSi、SiC等）。但上述兩類提高廢鋼比的技術均有一定的不足：前者需要專門的加熱設備轉爐安裝現(xiàn)場廠家專業(yè)呂梁，后者往往以犧牲鋼水質量為代價。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)中廣泛應用。因此，如何在不污染鋼液的前提下提高轉爐廢鋼比，已成為亟須解決的關鍵共性難題。此外，單轉爐超40%的大廢鋼比技術也一直是冶金工作者關注的熱點課題。 轉爐二次燃燒氧槍是一種在不污染鋼液的前提下提高轉爐廢鋼比的技術。二次燃燒氧槍是在傳統(tǒng)煉鋼氧槍的基礎上，通過設計合理的副孔，使主孔射出氧氣射流進行脫碳反應，利用副孔射出的氧氣射流與爐內一氧化碳燃燒產(chǎn)生大量的熱量，使轉爐自身熱量得到較充分利用，進而提高轉爐廢鋼比。盡管國內外已對轉爐二次燃燒氧槍技術進行了大量研究，且有的已達到工業(yè)應用水平，但目前國外關于該技術在大工業(yè)生產(chǎn)中規(guī)模化應用的報道很少，而國內目前還未見該技術的大生產(chǎn)規(guī)?；瘧谩Ｒ虼耍?strong>轉爐安裝現(xiàn)場廠家專業(yè)有必要對二次燃燒氧槍技術進行深入研究并使其實現(xiàn)工業(yè)化應用。本文首先進行了提高廢鋼比的轉爐二次燃燒氧槍技術大生產(chǎn)規(guī)模化應用研究；在此基礎上，基于二次燃燒氧槍技術，研究者提出了一種廢鋼比超過40%的單轉爐大廢鋼比技術，并通過大生產(chǎn)試驗，驗證了其大生產(chǎn)應用的可行性，為其大生產(chǎn)規(guī)模化應用奠定了基礎。

煉鋼廠設計的依據(jù)是甲方或廠家提出的經(jīng)政府有關部門核準的設計項目建議書，它可能是整個鋼鐵企業(yè)設計內容的一部分，也可能是單獨的一個煉鋼廠。此外，對于煉鋼廠中部分設施，如煉鋼爐爐體設備、連鑄機等單項工程，也可單獨設計。另外，煉鋼廠設計的依據(jù)，除了項目建議書外，有一些依據(jù)需由相鄰專業(yè)提供，例如對于轉爐全連鑄鋼廠設計來說，主要包括：(1)煉鋼的生產(chǎn)規(guī)模，要注明一期和二期，或者是否要留有未來發(fā)展的余地。(2)產(chǎn)品的品種，包括鋼種和產(chǎn)品尺寸形式(此項可由軋鋼專業(yè)按總任務書轉提)。(3)鐵水成分，包括鐵水中C、Si、Mn、P、S等元素的含量，以及V、Ti、Nb等微量元素的含量(此項可由煉鐵專業(yè)按總任務書轉提)。(4)氧氣轉爐設備的容量和座數(shù)(委托單項轉爐設計時要說明，做全車間設計時可作指定；如果轉爐是在現(xiàn)有廠房內的改造項目，則尚需提供轉爐周圍的廠房尺寸和圖紙)。(5)連鑄機澆鑄的各種連鑄坯斷面尺寸、單機的生產(chǎn)能力、要求的連鑄機流數(shù)和臺數(shù)、要求的連鑄機類型(如弧形多點矯直，立彎弧形多點矯直等)和基本半徑。如果連鑄機是在現(xiàn)有廠房內增建或改建項目，則需提供連鑄機周圍的廠房尺寸和圖紙?！镜貐^(qū)(6)對于轉爐設備全連鑄煉鋼廠整體設計，需提供到達車間的基本原料(石灰、螢石、富鐵礦、氧化鐵皮等)的成分和粒度，廢鋼(尤其是外供廢鋼)的類型和品質，可供應的各種能源的狀況，可供耐火材料(主要是爐襯材料)的類型和品質等，并且提出這些物品的運輸方式。(7)對于轉爐全連鑄煉鋼廠整體設計，甲方或廠家的有關具體要求，如采用新技術的水平，已有配套輔助設備的利用，投資的使用和限定，要求選用的有關配套設備如混鐵車容量和爐外精煉的類型等，以及該地區(qū)的有關風俗習慣等。(8)我國現(xiàn)有的有關工業(yè)建設和生產(chǎn)的法律、制度和規(guī)定等，尤其是關于鋼材的質量品種標準、環(huán)境保護法、能源政策、勞動保護法及冶金建設的規(guī)定等，必須嚴格遵守和認真執(zhí)行