氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼設(shè)備工藝，按照配料要求，先把廢鋼等裝入爐內(nèi)，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(nèi)，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(yīng)，除去雜質(zhì)。用純氧代替空氣可以克服由于空氣里的氮?dú)獾挠绊懚逛撡|(zhì)變脆，以及氮?dú)馀懦鰰r(shí)帶走熱量的缺點(diǎn)。在除去大部分硫、磷后，當(dāng)鋼水的成分和溫度都達(dá)到要求時(shí)，即停止吹煉，提升噴槍，準(zhǔn)備出鋼。出鋼時(shí)使?fàn)t體傾斜，鋼水從出鋼口注入鋼水包里，同時(shí)加入脫氧劑進(jìn)行脫氧和調(diào)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(zhuǎn)爐在煉鋼過(guò)程中會(huì)產(chǎn)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?xì)怏w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(shè)備得到的氧化鐵塵?？梢杂脕?lái)煉鋼；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(chǎn)水蒸氣。此外，煉鋼時(shí)，生成的爐渣也可以用來(lái)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(zhuǎn)爐煉鋼法具有冶煉速度快、煉出的鋼種較多、質(zhì)量較好，以及建廠速度快、投資少等許多優(yōu)點(diǎn)。但在冶煉過(guò)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(zhì)量就受到一定的限制。

轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝各項(xiàng)指標(biāo)取決于鐵水的化學(xué)成分，而對(duì)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%）。黃石優(yōu)質(zhì)鋼水包施工煉鐵煉鋼各階段脫硫過(guò)程理化規(guī)律及動(dòng)力特性分析表明，在動(dòng)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(dòng)力條件的能量不可避免地會(huì)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(wú)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(wú)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(dòng)力條件，因此進(jìn)行高爐煉鐵及轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)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(guò)程從高爐及轉(zhuǎn)爐中分離出來(lái)。這就可簡(jiǎn)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(lái)，使高爐爐外脫硫成為設(shè)計(jì)大型聯(lián)合鋼廠和重要工藝環(huán)節(jié)，鋼水包黃石優(yōu)質(zhì)施工在冶煉低硅鐵的同時(shí)不必再為保證轉(zhuǎn)爐中的精煉進(jìn)行代價(jià)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(duì)出鋼前終點(diǎn)鋼水氧化度起調(diào)節(jié)作用，長(zhǎng)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(shí)，氧化度的影響如此之大，以致會(huì)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(guò)吹操作），沒(méi)必要在燒結(jié)混合料中使用含錳原料來(lái)提高鐵水原始錳含量，更合理的作法是冶煉低錳鐵。同時(shí)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(duì)眾多爐次進(jìn)行工業(yè)平衡計(jì)算所得工藝指標(biāo)的對(duì)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(shí)間。鐵水中硅、錳含量低及無(wú)需脫硫，這些條件會(huì)改變?cè)煸鼨C(jī)理及動(dòng)力特性，因?yàn)檫@時(shí)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(dòng)力。

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(guò)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。

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(lái)的。盡管世界各國(guó)研究開發(fā)了很多煉鐵方法，但由于此方法工藝相對(duì)簡(jiǎn)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(guò)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(guò)專業(yè)設(shè)備加工，最后經(jīng)過(guò)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(guò)實(shí)驗(yàn)表明會(huì)節(jié)省大量的焦與主焦煤，也通過(guò)這一試驗(yàn)說(shuō)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(guò)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(lái)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(guò)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(shì)，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?。這樣一來(lái)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寐剩档土嘶剂系氖褂昧?，極大的促進(jìn)了節(jié)能減排的步伐。我國(guó)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(guò)生產(chǎn)過(guò)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(guó)與日本早就投入到日常的生產(chǎn)之中，早在 1994年德國(guó)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(guò)程中產(chǎn)生的粉塵經(jīng)過(guò)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(guò)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(guò)合理控制其添加量就能有效的提升產(chǎn)量，并且對(duì)本來(lái)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(guó)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(guó)卻還沒(méi)有大量應(yīng)用，但通過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(lái)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。

廢鋼是鋼鐵工業(yè)的綠色原料，隨著取締“地條鋼”和國(guó)家對(duì)環(huán)保的嚴(yán)格要求，各大鋼鐵企業(yè)都在大力提高廢鋼比。目前，我國(guó)電爐鋼的比例還不到10%，轉(zhuǎn)爐流程仍是我國(guó)產(chǎn)鋼的主流程，因此有必要開發(fā)高效、清潔的轉(zhuǎn)爐流程提高廢鋼比技術(shù)。目前，轉(zhuǎn)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(yù)熱（鐵水包預(yù)熱、轉(zhuǎn)爐爐前及爐后預(yù)熱等）、轉(zhuǎn)爐加入補(bǔ)熱劑（焦炭、焦丁、FeSi、SiC等）。但上述兩類提高廢鋼比的技術(shù)均有一定的不足：前者需要專門的加熱設(shè)備，后者往往以犧牲鋼水質(zhì)量為代價(jià)。此外，國(guó)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(méi)有在大生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。因此，如何在不污染鋼液的前提下提高轉(zhuǎn)爐廢鋼比，已成為亟須解決的關(guān)鍵共性難題。此外，單轉(zhuǎn)爐超40%的大廢鋼比技術(shù)也一直是冶金工作者關(guān)注的熱點(diǎn)課題。 轉(zhuǎn)爐二次燃燒氧槍是一種在不污染鋼液的前提下提高轉(zhuǎn)爐廢鋼比的技術(shù)。二次燃燒氧槍是在傳統(tǒng)煉鋼氧槍的基礎(chǔ)上，通過(guò)設(shè)計(jì)合理的副孔，使主孔射出氧氣射流進(jìn)行脫碳反應(yīng)，利用副孔射出的氧氣射流與爐內(nèi)一氧化碳燃燒產(chǎn)生大量的熱量，使轉(zhuǎn)爐自身熱量得到較充分利用，進(jìn)而提高轉(zhuǎn)爐廢鋼比。盡管國(guó)內(nèi)外已對(duì)轉(zhuǎn)爐二次燃燒氧槍技術(shù)進(jìn)行了大量研究，且有的已達(dá)到工業(yè)應(yīng)用水平，但目前國(guó)外關(guān)于該技術(shù)在大工業(yè)生產(chǎn)中規(guī)?；瘧?yīng)用的報(bào)道很少，而國(guó)內(nèi)目前還未見該技術(shù)的大生產(chǎn)規(guī)?；瘧?yīng)用。因此，有必要對(duì)二次燃燒氧槍技術(shù)進(jìn)行深入研究并使其實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。本文首先進(jìn)行了提高廢鋼比的轉(zhuǎn)爐二次燃燒氧槍技術(shù)大生產(chǎn)規(guī)?；瘧?yīng)用研究；在此基礎(chǔ)上，基于二次燃燒氧槍技術(shù)，研究者提出了一種廢鋼比超過(guò)40%的單轉(zhuǎn)爐大廢鋼比技術(shù)，并通過(guò)大生產(chǎn)試驗(yàn)，驗(yàn)證了其大生產(chǎn)應(yīng)用的可行性，為其大生產(chǎn)規(guī)?；瘧?yīng)用奠定了基礎(chǔ)。