基本概况：在高温下，用还原剂将铁矿石还原得到生铁的生产过程。炼铁的主要原料是铁矿石、焦炭、石灰石、空气。铁矿石有赤铁矿(Fe2O3)和磁铁矿(Fe3O4)等。铁矿石的含铁量叫做品位，在冶炼前要经过选矿，除去其它杂质，提高铁矿石的品位，然后经破碎、磨粉、烧结，才可以送入高炉冶炼。焦炭的作用是提供热量并产生还原剂一氧化碳。石灰石是用于造渣除脉石，使冶炼生成的铁与杂质分开。炼铁的主要设备是高炉。冶炼时，铁矿石、焦炭、和石灰石从炉顶进料口由上而下加入，同时将热空气从进风口由下而上鼓入炉内，在高温下，反应物充分接触反应得到铁。高炉炼铁是指把铁矿石和焦炭，一氧化碳，氢气等燃料及熔剂（从理论上说把金属活动性比铁强 的金属和矿石混合后高温也可炼出铁来）装入高炉中冶炼，去掉杂质而得到金属铁（生铁）。基本流程:高炉冶炼是把铁矿石还原成生铁的连续生产过程。铁矿石、焦炭和熔剂等固体原料按规定配料比由炉顶装料装置分批送入高炉，并使炉喉料面保持一定的高度。焦炭和矿石在炉内形成交替分层结构。炉前操作一、炉前操作的任务1、利用开口机、泥炮、堵渣机等专用设备和各种工具，按规定的时间分别打开渣、铁口（现今渣铁口合二为一），放出渣、铁，并经渣铁沟分别流入渣、铁罐内，渣铁出完后封堵渣、铁口，以保证高炉生产的连续进行。2.完成渣、铁口和各种炉前专用设备的维护工作。3、制作和修补撇渣器、出铁主沟及渣、铁沟。4、更换风、渣口等冷却设备及清理渣铁运输线等一系列与出渣出铁相关的工作。高炉基本操作制度:高炉炉况稳定顺行：一般是指炉内的炉料下降与煤气流上升均匀，炉温稳定充沛，生铁合格，高产低耗。操作制度：根据高炉具体条件(如高炉炉型、设备水平、原料条件、生产计划及品种指标要求)制定的高炉操作准则。高炉基本操作制度：装料制度、送风制度、炉缸热制度和造渣制度。高炉横断面为圆形的炼铁竖炉。用钢板作炉壳，壳内砌耐火砖内衬。高炉本体自上而下分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹 、炉缸5部分。由于高炉炼铁技 术经济指标良好，工艺 简单 ，生产量大，劳动生产效率高，能耗低等优点，故这种方法生产的铁占世界铁总产量的绝大部分。高炉生产时从炉顶装入铁矿石、焦炭、造渣用熔剂（石灰石），从位于炉子下部沿炉周的风口吹入经预热的空气。在高温下焦炭（有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃料）中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气，在炉内上升过程中除去铁矿石中的氧，从而还原得到铁。炼出的铁水从铁口放出。铁矿石中未还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成炉渣，从渣口排出。产生的煤气从炉顶排出，经除尘后，作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。高炉冶炼的主要产品是生铁 ，还有副产品高炉渣和高炉煤气。高炉热风炉热风炉是为高炉加热鼓风的设备，是现代高炉不可缺少的重要组成部分。提高风温可以通过提高煤气热值、优化热风炉及送风管道结构、预热煤气和助燃空气、改善热风炉操作等技术措施来实现。理论研究和生实践表明，采用优化的热风炉结构、提高热风炉热效率、延长热风炉寿命是提高风温的有效途径。铁水罐车铁水罐车用于运送铁水，实现铁水在脱硫跨与加料跨之间的转移或放置在混铁炉下，用于高炉或混铁炉等出铁。

废钢是钢铁工业的绿色原料，随着取缔“地条钢”和国家对环保的严格要求，各大钢铁企业都在大力提高废钢比。目前，我国电炉钢的比例还不到10%，转炉流程仍是我国产钢的主流程，因此有必要开发高效、清洁的转炉流程提高废钢比技术。目前，转炉流程大生产中采用的提高废钢比的手段主要有：废钢预热（铁水包预热、转炉炉前及炉后预热等）、转炉加入补热剂（焦炭、焦丁、FeSi、SiC等）。但上述两类提高废钢比的技术均有一定的不足：前者需要专门的加热设备，后者往往以牺牲钢水质量为代价。此外，国外还开发了KMS工艺，但因存在喷粉元件寿命短等不足，并没有在大生产中广泛应用。因此，如何在不污染钢液的前提下提高转炉废钢比，已成为亟须解决的关键共性难题。此外，单转炉超40%的大废钢比技术也一直是冶金工作者关注的热点课题。 转炉二次燃烧氧枪是一种在不污染钢液的前提下提高转炉废钢比的技术。二次燃烧氧枪是在传统炼钢氧枪的基础上，通过设计合理的副孔，使主孔射出氧气射流进行脱碳反应，利用副孔射出的氧气射流与炉内一氧化碳燃烧产生大量的热量，使转炉自身热量得到较充分利用，进而提高转炉废钢比。尽管国内外已对转炉二次燃烧氧枪技术进行了大量研究，且有的已达到工业应用水平，但目前国外关于该技术在大工业生产中规模化应用的报道很少，而国内目前还未见该技术的大生产规模化应用。因此，有必要对二次燃烧氧枪技术进行深入研究并使其实现工业化应用。本文首先进行了提高废钢比的转炉二次燃烧氧枪技术大生产规模化应用研究；在此基础上，基于二次燃烧氧枪技术，研究者提出了一种废钢比超过40%的单转炉大废钢比技术，并通过大生产试验，验证了其大生产应用的可行性，为其大生产规模化应用奠定了基础。

　摘要相比较电炉而言，近十年来，我国转炉炼钢生产流程工艺与装备技术的进步幅度是明显的。而未来，这种生产流程结构不尽合理的现象亦会逐步改变。近年来，我国转炉钢产量占粗钢总产量的比例日益增强，2003年我国转炉钢比为82.4%，到2013年这一比例已增至93%，而近十年来，世界转炉钢与电炉钢比例基本保持在7:3的平均水平，我国与之相比转炉钢比过高。未来我国这种钢铁生产流程结构不尽合理的现象会随着我国资源条件、市场需求变化和绿色低碳环境的需求而逐步改变。相比较而言，近十年来，我国转炉生产流程工艺与装备技术的进步幅度更加明显。1、转炉炼钢技术发展现状目前，转炉炼钢仍是世界上最主要的炼钢方法，其钢产量占世界钢总产量的65%以上。由于我国废钢资源短缺，电力缺乏，电价偏高，因此电炉钢的产量增长受到一定程度的制约，而随着生铁资源的充裕也给转炉钢产量的增长提供了良好条件。因此，转炉钢产量近年来获得了快速增长。2905年我国转炉钢产量为3.14亿吨，到2013年提高到7.65亿吨。随着转炉钢产量的增加，转炉炼钢生产工艺技术也得到迅速发展。转炉炼钢技术进步主要体现在以下几个方面。1.1、转炉装备日趋大型化2001年我国100吨以上大型转炉只有30座，产能为3602万吨。至2013年增长到345座，产能超过5.08亿吨，13年间大型转炉的生产能力增长了14倍。其中300吨转炉从3座增加到11座，产能从678万吨增长到2759万吨以上。从数量上来看，我国现有转炉中以100-199吨的转炉数量最多，而200吨及以上的转炉数量最少，我国仍然保有一定数量的30吨以下的转炉。因此，淘汰落后产能任务艰巨。目前，我国100吨及以上转炉的产能约占全部转炉产能的67.5%。随着淘汰落后产能力度的加大，我国转炉将进一步朝着大型化方向发展。1.2、转炉生产工艺进一步优化提高钢材洁净度是21世纪钢材质量发展的重大技术方向。为提高钢材质量且扩大冶炼钢种，我国大、中型转炉炼钢厂都相继增建了铁水脱硫装置和二次精炼装置。近年来新建的转炉炼钢厂大多配置了铁水脱硫装置，并根据冶炼钢种的要求配置了相应的炉外精炼装置，一般多采用LF精炼，有些转炉炼钢厂还配置了Ⅵ）精炼装置，从而为高附加值钢种的生产提供了有利条件。我国自主设计建设的京唐公司300吨转炉采用了国际上最先进的脱磷炉与脱碳炉分工、联合生产的工艺，京唐公司是国际上最早采用这一先进工艺的300吨转炉大型炼钢厂。经过近两年的技术攻关，脱磷炉生产周期28min，脱碳炉32min；单炉班产炉数从7-8炉次提高至16炉次，转炉生产效率提高1倍，出钢温度平均降低20℃。铁水“三脱”预处理比例达到90%；月平均转炉终点[P]为0.006%，P+S]为150×10-6；和炉外精炼相匹配可稳定生产[P+S50×10-6的高洁净钢。石灰总消耗量从传统流程的50kg/t，下降到24.3kg/t，炼钢总渣量由110kg/t下降到的47kg/t，钢铁料消耗降低9.lkg/t，比传统转炉炼钢成本降低37.39元／t钢，标志着我国大型转炉炼钢技术已接近国际领先水平。

高炉的机械维护与保养高炉是冶金企业，尤其是钢铁生产企业的主要炼钢设备，其性能的优劣直接影响到钢铁的品质，因此，对于如何提高高炉的维护与保养水平，实现高炉高性能运转时间的最大化，一直是冶金企业重点抓的头等大事。目前，高炉在使用过程中，主要的故障与问题集中在冷却壁破损，造成冷却壁破损的原因有很多，而且由于高炉内部结构复杂，一旦发生故障，维修技术难度大，将严重影响企业的正常生产，因此，对于高炉的维护与保养，就显得异常重要。在日常的生产中，对于高炉设备的维护保养，主要集中在如何预防冷却壁的破损方面，对此，以下一些措施可以在实际中加以应用，以提高高炉设备的维护保养水平：（1）增大冷却水量，提高水流速度，加大冷却强度；（2）抑制边缘煤气流，发展中心，控制十字测温，使边缘煤气温度不大于100℃；（3）采用有效的炉外喷淋措施，保持合理的炉外冷却，减少温度场发生的变化，避免炉皮烧红；（4）根据风压调整水量，以达到对冷却壁的养护；（5）严格控制软水温度。软水进水温度严格控制在40士2℃，相对提高冷却强度，减少冷却壁峰值热流时的损坏几率，保证脱气罐、膨胀罐工作正常，减少水中溶解氧对水管的腐蚀，延长冷却壁寿命；（6）稳定炉温，减小温度波动幅度与频率，降低对冷却壁的热震；保持碱度稳定，防止软熔带的波动；杜绝集中加硅石和集中加焦操作，避免影响造渣制度和减少炉温波动；（7）日常操作中，稳定造渣制度与热制度，形成合理的软熔带，是维护冷却壁完好的基本措施；（8）发挥多环布料作用，开放中心气流，兼顾边缘气流，是实现冷却壁安全平稳运行的重要手段；

氧枪的结构及性能在很大程度上决定着氧气炼钢的效果。特别是对于顶吹氧气转炉炼钢过程，氧枪起着主导全局的作用。河池炼钢转炉成套设备它支配着氧气射流与熔池的接触面积、氧气射流的穿透深度、熔池的搅拌状态、元素的氧化程度、熔池的升温速度、渣中氧化铁含量等重要工艺因素，因而对化渣、喷溅、杂质的去除、转炉炼钢终点控制以及各项炼钢技术经济指标都起着重要作用。氧枪由喷头、枪身和枪尾三部分构成。喷头由工业纯铜制造，是氧枪的最重要的部分。是几种喷头的结构，a、b、c为氧气转炉用喷头，高压氧（0.6～1.0MPa）由内管供入，在喷头处分流进入若干个先收缩后扩张的拉瓦尔型喷嘴，一般中小转炉采用3个喷嘴，称为三孔喷头，大炉子（100t以上）用4～6个喷嘴。为了使炼钢产生的CO气在炉内燃烧成CO2（二次燃烧）的比例增大，需应用双流喷头或分流喷头。双流喷头有利于主氧流和副氧流比值的调节，但要在枪身处增加一层副氧流道。平炉和电弧炉所用喷头，氧气沿内管和中管间的空隙流入，喷嘴为直圆筒形，但孔数较多，而且和中心线的夹角也大得多。枪身为3根（双流氧枪为4根）同心的无缝钢管，下端连接喷头，上端和枪尾相连。枪尾包括供氧、进水和排水支管及连接法兰和密封胶圈，通过枪尾和车间的氧气管网和高压水管网相连接。