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。

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。

　转炉一倒合格率是指结合炼钢各钢种工艺要求，在转炉吹炼至一倒时的碳、磷和温度达出钢的控制要求，以保证所炼钢种的温度、成分达产品控制要求。提高转炉一倒合格率的意义　　提高一倒合格率，炼钢转炉成套设备优质施工益阳可提高产品内控合格率和浇注温度命中率，同时有效减少拉后吹，是炼钢操作水平和管理水平高低的重要标志，也是降低炼钢生产成本和产品质量的基础工作和重要抓手。提高转炉一倒合格率的经济效益“提高转炉一倒合格率 改善炼钢技术经济指标”的经济效益主要体现在两方面，一是钢铁料消耗降低，二是合金消耗的降低，另外，转炉一倒合格率提高后，可有效减少化学废品和降低转炉耐火材料消耗。钢铁料耗的统计方式1.理论基础：任何指标都要统一标准才好对比，钢铁料耗的理论基础是物质不灭定律，推广到具体的钢铁料耗方面为物料平衡，投入量与产出量之间的关系，为了统计方便，国家专门制订了钢铁料耗统计的相关规定。2.国家规定的统计标准：转炉钢铁料消耗（kg/t钢）=[生铁+废钢铁量(kg)]/转炉（电炉）合格产出量（t） 。其中：生铁包括冷生铁、高炉铁水、还原铁；废钢铁包括各种废钢、废铁等。凡分别管理、按类配用下列废钢铁的，在计算废钢铁消耗指标时，可按下列统一的折合标准折合计算：a. 轻薄料废钢，包括锈蚀的薄钢板以及相当于锈蚀薄板的其他轻薄废钢，按实物量×60%计算，其加工压块按实物量×60%计算；关于轻薄废钢，炼钢转炉成套设备施工优质益阳国家标准GB/T4223-1996中有明确规定；b. 渣钢是指从炉渣中回收的带渣子的钢，按实物×70% 计算；经过砸碎加工（基本上去掉杂质）的渣钢，按实物量×90%计算；c. 优质钢丝（即过去所称“钢丝”）、炼钢转炉成套设备优质施工益阳钢丝绳、普通钢钢丝（即过去所称“铁丝”）、铁屑以及钢锭扒皮车屑和机械加工的废钢屑（加工压块在内），按实物量×60%计算；d. 钢坯切头切尾、汤道、中注管钢、桶底钢、冻包钢、重废钢等均按实物计算。

一、漏水造成烟道漏水的原因最主要有冲蚀腐蚀（尤其是高温冲蚀）、交变温差、焊缝开裂，导致烟道冷却水外溢。1、高温冲蚀腐蚀：热水冷却烟道随着环境温度增加，金属表而产生的氧化皮膜会逐渐变厚，氧化皮膜与基材间的结合强度会更高，足以抵抗随后的磨粒冲击，当达到临界温度（570摄氏度）后，这时材料进人冲蚀氧化破坏区。金属材料具有延展性，高温下更是如此，而氧化物则展示脆性，温下冲蚀腐蚀破坏中，与冲蚀有关的常数可从0.8 变化到7，这与高温下氧化或腐蚀产物的皮层塑性增加有较大关系，致使管壁不断减薄，导致爆管漏水。2、交变温差：烟气对管束产生横向冲刷，一方面因温差急剧变化导致管束出现高温膨胀与降温收缩，产生外部机械应力，由于受余热锅炉与下部固定支座的制约。另一方面当管束出现漏水时，为迅速恢复生产，则立即将管束内高达近300摄氏度的热冷却水排出降到室温，补焊后再补水。因此管束应力无法消除，极易产生疲劳脆化，最终出现横向裂纹。3、焊缝开裂漏水形成粘结性炉膛：为确保烟气收集质量，减少烟气外溢，管间采用钢板满焊作筋板隔离，焊接过程中由于焊条操作角度、电流选择不当等，导致管壁局部变薄，同时满焊过程中管束将产生较大的热应力，在应力释放时会对管壁产生变形出现裂纹，导致漏水。因此，当烟道（此外还包括吹氧管、下料孔烟道、水冷炉口等）出现漏水时，外溢的水在高温下迅速形成雾气与冷却高温烟尘，形成粘结性与粘附性的炉渣粘附在管束上。二、非正常的冶炼工艺1、由于转炉冶炼任务繁重，操作中为多产钢而采取增大装人量而减少炉容比，提高供氧强度，缩短供氧时间，导致炉渣外溢，处理方式上，操作人员通过吹氧管用高压氧气强制吹扫炽热的红渣，一方面高温下管束表面开始氧化，出现高温冲蚀，另一方面炉渣在气流的作用下急剧磨蚀管束工作表面，造成管壁减薄变形，出现纵向裂纹。2、其他：冶炼中热平衡对烟道堵塞有较大影响，又加增大装入量，往往出现冶炼时产生的烟气量大于系统抽出量，致使烟气外溢严重，部分粘附性较强的渣就粘附在管束上，非正常的转炉炉形也会造成影响，控制得好对影响不明显，一且炉形出现扁形或炉膛过小等将会出现炉渣外溢严重时还夹带金属，粘附在水冷炉口上，导致炉口直径变小，在风机的强制抽力作用下，高温烟道带金属的渣进入各区，堵塞烟道。

一个转炉有两个氧枪系统：工作氧枪和备用氧枪，这样可以在工作氧枪损毁时立即换上备用氧枪，不致造成冶炼中断。损坏的氧枪拆除后更换转炉及其氧枪系统使得氧另一新氧枪备用。转炉炉体包括炉壳、耳轴和托圈、轴承座等金属结构及倾动机构。炉壳由钢板焊成，内衬砌有碱性耐火材料。各国由于资源不同，所用耐火材料也不同。主要有含Mg较高的白云石砖和高纯度、高密度、高强度的镁碳砖。托圈起着支撑炉体、传递倾动力矩的作用。托圈断面呈矩形，中间焊有直立的带孔筋板，以增加托圈的刚度。转炉托圈两侧设有耳轴，耳轴支撑在轴承上，由齿轮带动，经托圈使炉体倾动。倾动机构是使炉体能倾动的机械设备，以便进行兑铁水、加废钢、取样、出钢和倒渣等工艺操作。倾动机构应能使炉体正反旋转3600°转炉炉型指炉壳砌衬后所形成的转炉内膛轮廓。最上端称为炉口，然后由上到下分为炉帽、炉身和炉底三段。炉帽有正口式和偏口式两种，正口式炉帽为轴心对称的截锥形，这样可使兑铁水和出钢分在两侧进行，有利于炉衬均匀受侵蚀，故大多数转炉都采用正口式炉帽。炉身为直圆筒形，炉底为球缺形。是不同吨位的转炉炉型比较示意图。决定转炉炉型的基本参数是炉容比和高宽比。炉容比是指炉型空间所有容积和金属料装入量之比，一般接近1m3/t钢水的密度是7t/m3。这样，炉子内只有1/7为钢水所占据，其余6/7都是空的，保留这样大的空间是为了容纳泡沫渣(见转炉泡沫渣)，避免喷溅。但过大的炉容比增加设备投资。高宽比是指炉型总高度和炉身直径的比。早期增加转炉容量时降低高宽比，即炉子向矮胖方向发展。但这使得两个耳轴距离加大，并导致耳轴中心线弯曲度增大，所以特别大的炉子高宽比又趋向增加。根据高宽比和炉容量即可确定熔池深度和熔池面积。。