摘要相比較電爐而言，近十年來(lái)，我國(guó)轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)流程工藝與裝備技術(shù)的進(jìn)步幅度是明顯的。而未來(lái)，這種生產(chǎn)流程結(jié)構(gòu)不盡合理的現(xiàn)象亦會(huì)逐步改變。近年來(lái)，我國(guó)轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量占粗鋼總產(chǎn)量的比例日益增強(qiáng)，2003年我國(guó)轉(zhuǎn)爐鋼比為82.4%，到2013年這一比例已增至93%，而近十年來(lái)，世界轉(zhuǎn)爐鋼與電爐鋼比例基本保持在7:3的平均水平，我國(guó)與之相比轉(zhuǎn)爐鋼比過(guò)高。未來(lái)我國(guó)這種鋼鐵生產(chǎn)流程結(jié)構(gòu)不盡合理的現(xiàn)象會(huì)隨著我國(guó)資源條件、市場(chǎng)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(lái)，我國(guó)轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)流程工藝與裝備技術(shù)的進(jìn)步幅度更加明顯。1、轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀目前，轉(zhuǎn)爐煉鋼仍是世界上最主要的煉鋼方法，其鋼產(chǎn)量占世界鋼總產(chǎn)量的65%以上。由于我國(guó)廢鋼資源短缺，電力缺乏，電價(jià)偏高，因此電爐鋼的產(chǎn)量增長(zhǎng)受到一定程度的制約，而隨著生鐵資源的充裕也給轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量的增長(zhǎng)提供了良好條件。因此，轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量近年來(lái)獲得了快速增長(zhǎng)。2905年我國(guó)轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量為3.14億噸，到2013年提高到7.65億噸。隨著轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量的增加，轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)工藝技術(shù)也得到迅速發(fā)展。轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)進(jìn)步主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。1.1、轉(zhuǎn)爐裝備日趨大型化2001年我國(guó)100噸以上大型轉(zhuǎn)爐只有30座，產(chǎn)能為3602萬(wàn)噸。至2013年增長(zhǎng)到345座，產(chǎn)能超過(guò)5.08億噸，13年間大型轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)能力增長(zhǎng)了14倍。其中300噸轉(zhuǎn)爐從3座增加到11座，產(chǎn)能從678萬(wàn)噸增長(zhǎng)到2759萬(wàn)噸以上。從數(shù)量上來(lái)看，我國(guó)現(xiàn)有轉(zhuǎn)爐中以100-199噸的轉(zhuǎn)爐數(shù)量最多，而200噸及以上的轉(zhuǎn)爐數(shù)量最少，我國(guó)仍然保有一定數(shù)量的30噸以下的轉(zhuǎn)爐。因此，淘汰落后產(chǎn)能任務(wù)艱巨。目前，我國(guó)100噸及以上轉(zhuǎn)爐的產(chǎn)能約占全部轉(zhuǎn)爐產(chǎn)能的67.5%。隨著淘汰落后產(chǎn)能力度的加大，我國(guó)轉(zhuǎn)爐將進(jìn)一步朝著大型化方向發(fā)展。1.2、轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)工藝進(jìn)一步優(yōu)化提高鋼材潔凈度是21世紀(jì)鋼材質(zhì)量發(fā)展的重大技術(shù)方向。為提高鋼材質(zhì)量且擴(kuò)大冶煉鋼種，我國(guó)大、中型轉(zhuǎn)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(lái)新建的轉(zhuǎn)爐煉鋼廠大多配置了鐵水脫硫裝置，并根據(jù)冶煉鋼種的要求配置了相應(yīng)的爐外精煉裝置，一般多采用LF精煉，有些轉(zhuǎn)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(chǎn)提供了有利條件。我國(guó)自主設(shè)計(jì)建設(shè)的京唐公司300噸轉(zhuǎn)爐采用了國(guó)際上最先進(jìn)的脫磷爐與脫碳爐分工、聯(lián)合生產(chǎn)的工藝，京唐公司是國(guó)際上最早采用這一先進(jìn)工藝的300噸轉(zhuǎn)爐大型煉鋼廠。經(jīng)過(guò)近兩年的技術(shù)攻關(guān)，脫磷爐生產(chǎn)周期28min，脫碳爐32min；單爐班產(chǎn)爐數(shù)從7-8爐次提高至16爐次，轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率提高1倍，出鋼溫度平均降低20℃。鐵水“三脫”預(yù)處理比例達(dá)到90%；月平均轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)[P]為0.006%，P+S]為150×10-6；和爐外精煉相匹配可穩(wěn)定生產(chǎn)[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(zhuǎn)爐煉鋼成本降低37.39元／t鋼，標(biāo)志著我國(guó)大型轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)已接近國(guó)際領(lǐng)先水平。

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(zhǎng)度方向可以伸縮、能有效解決煙道平直段汽水分層問(wèn)題和煙道內(nèi)表面粘渣和煙氣沖刷問(wèn)題。

氧槍的結(jié)構(gòu)及性能在很大程度上決定著氧氣煉鋼的效果。特別是對(duì)于頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程，氧槍起著主導(dǎo)全局的作用。隨州轉(zhuǎn)爐安裝現(xiàn)場(chǎng)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(duì)化渣、噴濺、雜質(zhì)的去除、轉(zhuǎn)爐煉鋼終點(diǎn)控制以及各項(xiàng)煉鋼技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)都起著重要作用。氧槍由噴頭、槍身和槍尾三部分構(gòu)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(jié)構(gòu)，a、b、c為氧氣轉(zhuǎn)爐用噴頭，高壓氧（0.6～1.0MPa）由內(nèi)管供入，在噴頭處分流進(jìn)入若干個(gè)先收縮后擴(kuò)張的拉瓦爾型噴嘴，一般中小轉(zhuǎn)爐采用3個(gè)噴嘴，稱為三孔噴頭，大爐子（100t以上）用4～6個(gè)噴嘴。為了使煉鋼產(chǎn)生的CO氣在爐內(nèi)燃燒成CO2（二次燃燒）的比例增大，需應(yīng)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(diào)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(nèi)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(wú)縫鋼管，下端連接噴頭，上端和槍尾相連。槍尾包括供氧、進(jìn)水和排水支管及連接法蘭和密封膠圈，通過(guò)槍尾和車(chē)間的氧氣管網(wǎng)和高壓水管網(wǎng)相連接。

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(kāi)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(mén)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(kāi)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?chē)?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)模化應(yīng)用的報(bào)道很少，而國(guó)內(nèi)目前還未見(jiàn)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)。

高爐內(nèi)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(gòu)架結(jié)構(gòu)，框架柱間距18m×18m；爐體框架平臺(tái)由一層爐頂平臺(tái)、一層爐底平臺(tái)和五層爐身平臺(tái)組成，各平臺(tái)之間設(shè)有雙向走梯。高爐本體是整個(gè)煉鐵系統(tǒng)最主要設(shè)備，發(fā)生事故頻率高，事故類型多，在實(shí)際生產(chǎn)中為危險(xiǎn)重點(diǎn)控制對(duì)象。其主要危險(xiǎn)有害因素如下：（1）火災(zāi)、爆炸采集者退散a.開(kāi)氧氣者在氧氣閥門(mén)附近抽煙或周?chē)腥藙?dòng)火，可能發(fā)生火災(zāi)。b.風(fēng)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(zāi)、爆炸事故。c.在停電斷水情況下，由于事故供水不及時(shí)，致使?fàn)t內(nèi)溫度過(guò)高，發(fā)生爐體開(kāi)裂，引起火災(zāi)。d.爐頂壓力過(guò)高又無(wú)法控制，可能導(dǎo)致，爐體爆炸，并引起火災(zāi)。e.高爐停吹氧氣，可能造成火災(zāi)、爆炸事故。f.在高爐休風(fēng)、檢修、停電、停水情況下，由于誤操作，可能發(fā)生火災(zāi)爆炸事故。