转炉炼钢工艺各项指标取决于铁水的化学成分，而对铁水的主要要求是含硫量低（低于0.03%），相应要求较高含硅（0.7%-0.9%）及具有优化造渣所需的锰量（0.8%-1.0%）。炼铁炼钢各阶段脱硫过程理化规律及动力特性分析表明，在动力方面，在铁水中比在钢水中更容易保证脱硫反应，因为在含碳量较高及氧化度较低条件下硫具有更高的活性。然而在高炉炼铁当中很难脱硫，因为在高炉一系列复杂的氧化—还原反应中，深脱硫的各种热动力条件的能量不可避免地会增高硅含量并因此导致石灰及焦炭消耗的增加及产量的下降。因此，生产低硫铁需周密策划工艺，采用含硫最少的炉料及制备高碱度混成渣。在转炉吹炼中脱硫也无效果，因为钢渣系中达不到平衡状态，渣与钢间的硫分配系数因熔池氧化度高及碳含量低，仅为2-7。如此低的硫分配系数使得难以在转炉冶炼中实现深脱硫，并导致炼钢生产在技术及经济上的巨大消耗。无论是在高炉炼铁，还是在转炉炼钢当中都保证不了金属有效脱硫所需的热动力条件，因此进行高炉炼铁及转炉炼钢过程中的深脱硫研究，在技术及经济上都是不可取的。而合理的作法是将脱硫过程从高炉及转炉中分离出来。这就可简化烧结—高炉—转炉生产流程降低生产成本。将脱硫从高炉及转炉中分离出来，使高炉炉外脱硫成为设计大型联合钢厂和重要工艺环节，在冶炼低硅铁的同时不必再为保证转炉中的精炼进行代价很高的高炉炉外脱硅。铁水原始硅含量低还可降低锰含量。在氧气转炉炼钢中锰的作用非常重要，它决定着及早造渣所需的条件并对出钢前终点钢水氧化度起调节作用，长期实践证明，需设法使铁水中锰保持0.8%-1.0%的水平，因而在烧结混合料中必需补充锰，而这就提高了成本。烧结—高炉—转炉各流程锰平衡分析表明，上述锰在高炉里还原、然后在转炉里氧化导致锰原料及锰本身不可弥补的巨大损失，而且还给各生产流程操作增加很多麻烦。在碳含量很低（0.05%-0.07%）条件下停止吹炼时，氧化度的影响如此之大，以致会把锰的最终含量定在极窄范围内，实际上已很少再与铁水原始锰含量相关。在这种条件下，尽管铁水原始锰含量达0.5%-1.2%，但钢的最终锰含量实际上都一样（0.07%-0.11%）。因此在当代转炉炼钢工艺条件下（各炉次都有过吹操作），没必要在烧结混合料中使用含锰原料来提高铁水原始锰含量，更合理的作法是冶炼低锰铁。同时为节约低锰铁在转炉炼钢中脱氧的用量，研究直接采用锰矿石的效果具有重要意义。对众多炉次进行工业平衡计算所得工艺指标的对比表明，冶炼铁水不添加锰矿石，而在转炉炼钢中添加锰矿石，与用含锰1.13%的铁水炼钢，这两种炼钢法相比，前者每吨生铁可节省锰矿石15.3kg.此外，还可减少锰铁1.3kg/t钢、石灰5kg/t，氧气2.17m3/t的耗量，并可大大缩短吹炼时间。铁水中硅、锰含量低及无需脱硫，这些条件会改变造渣机理及动力特性，因为这时石灰消耗下降，渣量减少，渣碱度及氧化度增高。在这样的条件下，渣的精炼功能只限于铁水脱磷。这样就能在转炉冶炼本身中多次利用渣，使渣具有很高的精炼能力。根据这一原则开发出转炉炼钢新工艺，即在转炉炼钢本身中多次（3-5次）利用后期渣（循环造渣）。采用这样的工艺可降低石灰消耗及渣中铁损。及早造就高碱度氧化渣，及使硅、锰含量低可提供钢水深脱磷所需的强劲动力。

从国内外氧气转炉炼钢科技创新的发展趋势来看，以下几个方面值得重点关注。3.1、节能环保技术的发展钢铁生产的技术进步必须与环境协调发展。重点研发各种工艺条件下优化“负能炼钢”的工艺与装备技术，必须采用各种综合节能技术，实现“负能炼钢”。虽然转炉炼钢是当代钢铁生产中耗能最少，且是唯一可以实现总能耗为“负值”的工序，但进一步降低工序能耗和物耗，更加高效地实现能源转换和回收，更加有效地利用二次能源，开发低温余热回收利用新途径等许多问题还要进行深入研究和优化。主要思路有：1)流程优化应成为炼钢厂进一步节能的重点流程优化主要体现在紧凑、高效、自控三个方面。流程功能的解析、优化重组，实现转炉炼钢生产的紧凑化，即工序时间的最小化、衔接最优化，这是最有效的节能措施；高效化是转炉炼钢节能的重要措施；自动化是转炉炼钢节能的重要保证2)优化节能技术提高炼钢能源转换效率烟气能量的高效转换及回收利用；连铸坯热送热装是衔接炼钢、轧钢两大工序的重要节能措施；炉渣余热回收和利用；冷却水余热回收利用技术是转炉炼钢厂进一步提高能源转换与利用效率的难题。3)进一步挖掘炼钢工序的节能潜力加大全过程保温措施是转炉钢厂节能的重要基础；以稳定的工艺操作，实现全厂低温制度的运行，有效地节能降耗；在全钢铁企业能源高效转换利用和构建能量流网络以及优化的总体思路下，研究转炉炼钢厂进一步节能降耗的新措施。

钢、铁一般都采用高温冶金方法冶炼。钢铁冶炼机械包括炼铁的高炉及其配套机械、炼钢的平炉和转炉、电弧炉、炉外精炼设备、铸锭设备以及冶金车辆等。高炉及其配套机械 将铁矿石或人造富矿连续炼成生铁的鼓风竖炉称为高炉。它的外形像一个坚式的圆筒，由耐火材料及金属壳体组成,为高炉及其配套机械的布置。原料从贮矿槽经称量后由高炉机械的料斗或带式输送机送到炉顶，分批均匀地置入炉内。经热风炉预热的空气由风口鼓入炉内，使燃料燃烧加热炉料并使之分解和还原，从而得到生铁。铁水从出铁口放出，经铁水沟和流嘴进入铁水罐中，运往钢厂或由铸铁机铸成铁块。从炉顶导出的煤气，经煤气净化系统处理后可作为燃料。为强化冶炼，除采用外燃式热风炉提高风温、加大风量或采用综合鼓风（包括喷吹燃料、富氧鼓风和脱湿鼓风）外，提高炉顶压力也能增加产量和降低焦碳消耗。新建的高炉广泛采用钟阀密封式或无料钟式高压炉顶。采用无料钟式高压炉顶后，炉顶高度和重量均可相应降低一半左右。高炉容积也达5500米3左右（日产生铁1万余吨）。高炉生产的大型化、连续化,要求有较高的机械化和自动化程度,须采用开、堵出铁口机和换风口机等配套高炉机械。炼钢平炉按结构形式可分为倾动式和固定式两种。倾动式平炉因熔炼室可前后倾动，具有操作灵活和分罐出钢的特点，但结构较复杂，故一般均采用固定式平炉。固定式平炉的特点与倾动式平炉相反。平炉熔炼范围一般为100～650吨。20世纪70年代开始采用埋入式氧枪，加大供氧强度，缩短了冶炼时间.炼钢转炉鼓入空气或工业纯氧，使氧气与液态铁水中的碳、硅、锰等元素氧化，以调整钢水的化学成分，并利用氧化时产生的热量来炼钢的设备。鼓入空气的转炉，因炼出的钢质量差,已较少应用。图2为转炉的外形及其配套机械。炼钢所需的造渣剂可从炉顶料仓卸下，经称量后通过密封料仓和流槽加入转炉内。整个转炉炉体由圆环形托圈支承，托圈两端的轴由轴承支承。托圈轴与传动机构联接后能使炉体绕轴线作360°回转,以适应转炉加料、出钢、出渣等工艺要求。转炉传动机构的结构形式有落地式、半悬挂式或全悬挂的多点啮合式等，以全悬挂的多点啮合式较为普遍。为了提高转炉炉座利用率，转炉炉体也可做成更换式的。 为了防止环境污染和节约能源，在冶炼时从转炉炉口逸出的、含有较多烟尘和大量CO高温炉气，经余热利用烟道生产蒸汽，又经过能回收CO和降低烟气含尘量的除尘系统，使烟气符合排放标准。转炉依氧气喷口在炉体的位置不同可分为顶吹、底吹和侧吹几种，但侧吹转炉应用较少。氧气顶吹转炉在炉口插入水冷氧枪（喷口）供工业纯氧，并以超音速气流喷入熔池进行搅拌和反应。吹转炉的容量已达400吨,并有更大型的转炉正在筹建中。底吹转炉的喷口设置在炉底，喷口数目可根据工艺要求而定。喷口型式有透气（或毛细管式）耐火砖和同心套管式两种。为延长同心套管式喷口寿命，套管之间的环缝可喷入碳氢化合物作为冷却介质，喷口也可在喷入氧气流时带入粉状造渣剂提前化渣去除硫、磷。底吹转炉较适用于高磷铁水的冶炼。顶吹转炉上结合底吹转炉的优点，将部分氧气或惰性气体从炉底喷入，便成为顶底复合吹炼的转炉，效果较好。为了适应氧化转炉快速操作和环境保护的要求，现代转炉还配有相应的装料、出钢、出渣、渣处理、烟气净化、污水处理和综合利用等配套设备，同时也采用计算机控制，以提高生产的经济效益。电弧炉利用电能通过石墨制的电极与金属炉料之间产生电弧所生成的热量进行熔化炉料。电弧炉由炉体、传动装置、供电系统和控制设备等组成。炉体结构依装料形式不同，可分为炉身开出式、炉盖旋转式和炉盖开出式几种。为了出钢方便，整个炉体可作前后倾动。电极的夹持和升降机构安装在炉体的侧面,为了调整电弧长度,升降机构能自动调节。为了提高钢的质量，常在炉底下部装设电磁搅拌器，使钢流按需要方向流动。电弧炉容量一般为10～360吨。为了提高生产能力和缩短熔炼时间，电弧炉正向超高功率方向发展。炉外精炼为提高钢液质量，可将炼钢炉初炼的钢液在炼钢炉外精炼。炉外精炼有真空脱气、钢包精炼、喷射冶金等方法。① 真空脱气:利用气相压力降低而使钢中溶解的气体析出。真空脱气有座包脱气法、滴流脱气法、提升除气(D-H)法、循环除气(R-H)法等。提升除气法和循环除气法应用较为普遍。提升除气法 是靠真空室和钢水罐的垂直往复相对运动，使钢液分批进入负压 66.6～133帕的真空室处理，小批量的钢液吞吐过程即为除气搅拌过程，处理容量约为钢水罐容量的1/12～1/6。提升除气法的真空室顶部装有电热装置,可减少钢液的温度降。在处理后期，可通过特殊的合金料罐加入铁合金。循环除气法 是将真空室下端的二根管子插入钢液中进行，先在左侧的上升管内导入少量氩气或其他惰性气体。气体经钢液高温加热而产生热膨胀，不断膨胀的向上流动的气体使钢液上升进入真空室而溅成微粒，从而获得充分除气，除气后的钢液沿右侧下降管流回钢水罐，使钢液在罐内充分搅拌。经循环除气后的钢液纯度高，温度和成分也较均匀。真空室可容钢量约为1～2吨。整个设备支承在平行的四联杆机构上，能在不同容量的钢水罐上工作。② 钢包精炼:将钢液电弧加热、真空脱气、吹氩或电磁搅拌、合金化、脱硫等多种工艺均移入钢包内进行的精炼方法。③ 喷射冶金:将粉状精炼剂，合金剂以流态化状态吹入钢液内部的精炼方法。主要设备有喷粉罐和可升降的喷枪架等。铸锭设备将钢液铸成坯锭的设备。铸锭分为钢锭模铸锭和连续铸锭两种工艺。连续铸锭能提高钢材成材率，降低能耗，简化传统的钢锭模铸锭的准备和脱模等工序,为钢铁工业的生产连续化创造条件。图7为连续铸锭的工艺流程和设备。设备的主要结构型式有立式、立弯式、弧式和水平式等，以弧式应用较为广泛。热状态下设备变形和防止漏钢是设备制造和操作中的关键环节。为了加快处理漏钢事故，关键设备应能迅速整体吊装更换。连续铸锭的发展趋向是：提高浇铸速度和设备利用率，快速变换结晶器的断面尺寸，用计算机控制提高连续浇铸能力等。有色金属的火法冶炼机械在高温条件下利用燃烧或电产生的热能，将矿石或精矿中的金属分离并提炼出来的机械。表列出主要的有色金属冶炼设备及其特点。此外尚有感应电炉、电弧炉、真空自耗电炉、电子束熔炼炉、等离子熔炼炉等，以及类似于电化学设备的电解熔炼槽和熔盐电解槽等。

钢坯夹钳主要由吊梁、连杆、自动闭锁装置、同步器、钳臂、支板和钳牙七部分组成。衡阳定制龙门钩梁厂家吊梁吊梁是与天车钩相连的部件，有吊环卸扣式联接、吊索具式联接和吊耳式联接三种结构。吊环卸扣式联接吊轴，使吊具的受力情况改善，同时也避免了装卸钢坯时的脱钩现象，降低了夹具本身的高度，有利于低矮的场所使用。吊索具式联接吊轴，使夹具的受力较好，但吊具自身的高度大，需在高大的场所使用，在挂吊钩时需用人工进行辅助挂钩。吊耳式联接吊轴，可由吊车司机直接挂钩， 但在吊装作业时需使吊具着地，并下放吊钩直至不受力为止，这样，易导致吊车钩脱钩。连杆连杆是吊梁和钳臂的连接件。自动闭锁装置自动闭锁装置有手动抬杆式、（自动）双钩式、（自动）单钩式、（自动）转锁式等形式。自动闭锁装置是实现钢坯夹具自动开闭的机构。 其动作不需要任何外来动力源，靠夹具自身的重力实现夹具的自动开闭。起闭机构的加油润滑：必须定期（2~3天）加润滑油（或机油），然后上下动作几次，直至润滑完全。严禁加过量的润滑脂润滑！同步器同步器是保证夹具各钳臂同步动作的装置。钳臂钳臂是夹具的主要增力部件，通过它把钢坯夹起。支板支板是钢坯夹具的支撑件。支板支在钢坯的上表面以保证钢坯夹具的启闭机构顺利动作。钳牙钳牙有销轴联接式、燕尾联接式和槽形插接式等结构。钳牙是与钢坯直接接触的主要零件， 决定着钢坯夹具夹持钢坯的可靠性。

汽化冷却是采用软化水以汽化的方式（充分利用了水汽化潜热大的优点）冷却钢铁冶金设备并吸收大量的热量从而产生蒸汽的装置。其工作过程是，高温烟气通过汽化器（汽化烟道壁面），烟气与汽化器存在着较大的温差，发生热传递， 高温烟气将自身的热量传递给受热面，同时自身温度降低。受热面另一侧蒸发管中的水吸收烟气热量部分被蒸发，并在蒸发管内形成了汽水混合物。由于水蒸气的密度相对与水较小，在压强的作用下蒸气在蒸发管内上升，通过上升管最终进入汽包，经过汽水分离，水蒸气从汽包引出进入蓄热器存储，最后送入蒸汽管网供生产生活使用。同时水下降到蒸发管底部重新进入到汽化器的下联箱内，补充的水供给蒸发管内继续蒸发使用。如此反复循环，不断冷却高温烟气，产生蒸气。优点（1）采用水冷却时，一般用工业水，由于其硬度较高，所以管道易结垢， 结垢后传热系数变小，影响传热效果，同时使部分管道发生过热烧坏。当采用汽化冷却时，一般用软水可以避免结垢，从而可延长水冷管的使用寿命，减小检修的工作量。（2）用工业水冷却时，冷却水全部排放掉，其带走的热量全部流失，未得到回收利用，采用汽冷方式，不但达到冷却了烟气的目的，而且可以产生蒸气回收大量热能供生产、生活方面使用，如果蒸气质量较好甚至可以用来发电， 极大的降低了炼钢成本，有效的降低了能耗。同时也是贯彻治理三废，综合利用这一政策的部分措施。（3）从经济的角度来看，汽化冷却省水省电，综合投资费用较少，而且返本较水冷快。

　我国“负能炼钢”技术的迅速发展得益于以下三方面： 　　一是炼钢工艺结构的优化。随着国内新建100吨以上大、中型转炉的增多，配备了煤气、蒸汽回收与余热发电等设施，为“负能炼钢”打下设备基础；二是“负能炼钢”工艺不断完善，多数钢厂已掌握“负能炼钢”的基本工艺；三是2005年，国家统计局将电力折算系数调整为电热当量值（即1kWh=0.1229kg）替换原来沿用的电煤耗等价值（即1kWh=0.404kg）。炼钢能耗统计值降低，利于实现“负能炼钢”。重点企业转炉煤气吨钢回收量由2010年的平均81m3/t提高到2014年的106m3/t。近几年，我国转炉蒸汽回收量有很大提高，但蒸汽回收量和压力差别较大；先进的回收量已达到100kg/t以上、压力可达2.5-4MPa，用于钢水真空处理、发电或并入蒸汽管网。 　　1.5、转炉使用寿命进一步提高 　　炉龄是转炉炼钢的重要技术指标，提高炉龄在降低生产成本的同时，也提高了转炉生产效率。溅渣护炉的基本原理是利用高速氮气将成分调整后的剩余炉渣喷溅在炉衬表面，形成溅渣层。溅渣层抑制了炉衬表层的氧化，减轻了高温炉渣对砖表面的冲刷侵蚀。采用溅渣护炉工艺后，当炉衬残砖厚度侵蚀至500mm左右时，炉壁冷却与炉内钢渣对炉衬的导热基本实现了动态平衡。此时，炉衬与溅渣层的结合层很难被进一步熔损。在溅渣条件下炉衬基本为“零熔损”，即随炉龄增加，炉衬厚度基本保持不变。国内钢厂据此研发出了长寿转炉生产工艺，进而使转炉炉龄达到30000炉以上，炉役期和产钢量同步增长，耐火材料消耗和吨钢成本也相应降低。