從國內(nèi)外氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼科技創(chuàng)新的發(fā)展趨勢來看，以下幾個方面值得重點關(guān)注。3.1、節(jié)能環(huán)保技術(shù)的發(fā)展鋼鐵生產(chǎn)的技術(shù)進步必須與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。重點研發(fā)各種工藝條件下優(yōu)化“負(fù)能煉鋼”的工藝與裝備技術(shù)，必須采用各種綜合節(jié)能技術(shù)，實現(xiàn)“負(fù)能煉鋼”。雖然轉(zhuǎn)爐煉鋼是當(dāng)代鋼鐵生產(chǎn)中耗能最少，且是唯一可以實現(xiàn)總能耗為“負(fù)值”的工序，但進一步降低工序能耗和物耗，更加高效地實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)換和回收，更加有效地利用二次能源，開發(fā)低溫余熱回收利用新途徑等許多問題還要進行深入研究和優(yōu)化。主要思路有：1)流程優(yōu)化應(yīng)成為煉鋼廠進一步節(jié)能的重點流程優(yōu)化主要體現(xiàn)在緊湊、高效、自控三個方面。流程功能的解析、優(yōu)化重組，實現(xiàn)轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)的緊湊化，即工序時間的最小化、銜接最優(yōu)化，這是最有效的節(jié)能措施；高效化是轉(zhuǎn)爐煉鋼節(jié)能的重要措施；自動化是轉(zhuǎn)爐煉鋼節(jié)能的重要保證2)優(yōu)化節(jié)能技術(shù)提高煉鋼能源轉(zhuǎn)換效率煙氣能量的高效轉(zhuǎn)換及回收利用；連鑄坯熱送熱裝是銜接煉鋼、軋鋼兩大工序的重要節(jié)能措施；爐渣余熱回收和利用；冷卻水余熱回收利用技術(shù)是轉(zhuǎn)爐煉鋼廠進一步提高能源轉(zhuǎn)換與利用效率的難題。3)進一步挖掘煉鋼工序的節(jié)能潛力加大全過程保溫措施是轉(zhuǎn)爐鋼廠節(jié)能的重要基礎(chǔ)；以穩(wěn)定的工藝操作，實現(xiàn)全廠低溫制度的運行，有效地節(jié)能降耗；在全鋼鐵企業(yè)能源高效轉(zhuǎn)換利用和構(gòu)建能量流網(wǎng)絡(luò)以及優(yōu)化的總體思路下，研究轉(zhuǎn)爐煉鋼廠進一步節(jié)能降耗的新措施。

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。特別是對于頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼過程，氧槍起著主導(dǎo)全局的作用。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，因而對化渣、噴濺、雜質(zhì)的去除、轉(zhuǎn)爐煉鋼終點控制以及各項煉鋼技術(shù)經(jīng)濟指標(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，在噴頭處分流進入若干個先收縮后擴張的拉瓦爾型噴嘴，一般中小轉(zhuǎn)爐采用3個噴嘴，稱為三孔噴頭，大爐子（100t以上）用4～6個噴嘴。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）同心的無縫鋼管，下端連接噴頭，上端和槍尾相連。槍尾包括供氧、進水和排水支管及連接法蘭和密封膠圈，通過槍尾和車間的氧氣管網(wǎng)和高壓水管網(wǎng)相連接。

鋼鐵行業(yè)的生產(chǎn)有三個流程，即高爐轉(zhuǎn)爐流程、電爐流程、特種熔煉。高爐、轉(zhuǎn)爐流程稱為長流程，生產(chǎn)的鋼稱為轉(zhuǎn)爐鋼，它是以鐵礦(590, -14.50, -2.40%)石和焦炭(1872, -37.50, -1.96%)為主要原料冶煉成鐵水，再由轉(zhuǎn)爐冶煉成鋼；電爐流程稱為短流程，生產(chǎn)的鋼稱為電爐鋼，它以廢鋼為主要原料冶煉成鋼。1工藝技術(shù)的比較分析轉(zhuǎn)爐流程和電爐流程是鋼鐵冶金行業(yè)兩個主要流程，其在煉鋼方面的主要差別在于：1) 所用主要鋼鐵料不同。轉(zhuǎn)爐煉鋼主要以鐵水為主要原料，還有一般15%左右的廢鋼，近一年多時間，由于廢鋼價格低，噸鋼利潤較高為轉(zhuǎn)爐煉鋼用高比例的廢鋼消耗提供了條件，廢鋼消耗比例大幅提高，有的甚至高達40%，但存在轉(zhuǎn)爐內(nèi)熱量不足的問題，解決轉(zhuǎn)爐內(nèi)熱量問題是提高廢鋼比的關(guān)鍵；電爐煉鋼主要以廢鋼為主要原料，還有鐵水(生鐵)、直接還原鐵，脫碳粒鐵、碳化鐵及復(fù)合金屬料等廢鋼替代品。2) 主要能源不同。轉(zhuǎn)爐煉鋼主要是鐵水的物理熱和化學(xué)熱；電弧爐煉主要是電弧的物理熱，廢鋼預(yù)熱的物理熱、加鐵水帶來的部分物理熱和化學(xué)熱。3) 主要操作目標(biāo)不同。轉(zhuǎn)爐煉鋼是在給定的時間內(nèi)完成脫碳、脫磷及溫度控制的冶金操作，實現(xiàn)成份（碳、磷）及溫度的命中；電爐煉鋼是在全廢鋼的條件下，在給定的時間內(nèi)完成廢鋼的升溫、熔化和過熱等，加鐵水等廢鋼替代品的情況下，也有部分脫碳的要求。另外電弧爐煉鋼可分別控制成分和溫度。4) 工藝技術(shù)進步的方向不同。轉(zhuǎn)爐煉鋼主要是通過包括提高供氧強度的高效吹煉技術(shù)、碳及溫度中率的全自動化吹煉技術(shù)、不倒?fàn)t出鋼的快速出鋼技術(shù)、采用爐外處理和鐵水預(yù)處理減輕轉(zhuǎn)爐冶金負(fù)荷等措施，實現(xiàn)轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)高效化；通過接近平衡的冶煉工藝、高效脫磷工藝、出鋼擋渣技術(shù)，實現(xiàn)產(chǎn)品的潔凈化，通過少渣冶煉與爐渣返回、使用合金元素熔融還原(Cr、Mn)礦、干法除塵用水減量化,煤氣余熱回收等技術(shù)，實現(xiàn)低成本及負(fù)能煉鋼。電爐煉鋼主要是通過強化供能（包括強化供電和輔助能源），采用“環(huán)境友好型” 廢鋼預(yù)熱系統(tǒng)預(yù)熱廢鋼和加鐵水工藝，增加物理熱和化學(xué)熱；采用不開爐蓋及出鋼時仍能通電的連續(xù)冶煉技術(shù)，有效地減少非通電時間；50%左右或更高的大留鋼量平熔池冶煉技術(shù)，減少冶煉過程電弧輻射對耐火材料的損害；降低電極消耗。以上技術(shù)的應(yīng)用，縮短冶煉周期，實現(xiàn)高效化生產(chǎn)，降低噸鋼能耗。5) 冶金質(zhì)量方面的差異。鋼中的殘余元素(Cu、Ni、Mo、As、Sb、Bi、Sn)不同，電弧爐煉鋼由于廢鋼多次循環(huán)使用，造成鋼中殘余元素含量高；鋼中氮含量不同，電弧爐煉鋼由于電弧區(qū)空氣電離增氮及原料中氮含量高，造成鋼中氮含量高。

　3、氧氣爆炸氧槍系統(tǒng)是由氧槍、氧氣管網(wǎng)、葫蘆島定制轉(zhuǎn)爐煙道施工水冷管網(wǎng)、高壓水泵房、一次儀表室、卷揚及測控儀表等組成，如使用、維護不當(dāng)，會發(fā)生燃爆事故。氧氣管網(wǎng)如有銹渣、脫脂不凈，容易發(fā)生氧氣爆炸事故氧槍中氧氣的壓力過低，可造成氧槍噴孔堵塞，引起高溫熔池產(chǎn)生的燃氣倒灌回火而發(fā)生燃爆事故。葫蘆島定制轉(zhuǎn)爐煙道施工4、煤氣中毒（1）轉(zhuǎn)爐煤氣極具毒性，若回收系統(tǒng)不嚴(yán)密發(fā)生泄露、檢修作業(yè)未可靠隔斷煤氣均可能發(fā)生煤氣中毒事故。（2）煉鋼場大量使用烘烤器、烘烤鋼包、轉(zhuǎn)爐煙道施工中間包，若烘烤器熄火，煤氣泄露，或管道破損泄露煤氣，也可能發(fā)生煤氣中毒事故。

轉(zhuǎn)爐自動化，工業(yè)自動化生產(chǎn)工藝。典型的氧氣轉(zhuǎn)爐自動化系統(tǒng)由過程控制計算機、微型計算機和各種自動檢測儀表、電子稱量裝置等部分組成。按設(shè)備配置和工藝流程分為供氧系統(tǒng)，主、副原料系統(tǒng)，副槍系統(tǒng)，煤氣回收系統(tǒng)，成分分析系統(tǒng)和計算機測控系統(tǒng)。有些大型的轉(zhuǎn)爐自動化系統(tǒng)除了有轉(zhuǎn)爐本身的控制系統(tǒng)外，還包括有鐵水預(yù)處理系統(tǒng)、鋼水脫氣處理系統(tǒng)和鑄錠控制系統(tǒng)等。氧氣轉(zhuǎn)爐冶煉周期短、產(chǎn)量高、反應(yīng)復(fù)雜，但用人工控制鋼水終點溫度和含碳量的命中率不高，精度也較差。為了充分發(fā)揮氧氣轉(zhuǎn)爐快速冶煉的優(yōu)越性，提高產(chǎn)量和質(zhì)量，降低能耗和原料消耗，需要完善的自動化系統(tǒng)對它進行控制。供氧系統(tǒng)編輯在轉(zhuǎn)爐吹煉中，供氧系統(tǒng)主要用于控制吹氧量和氧槍位置(即氧槍與鋼水液面的距離)，完成以下功能： ①測量氧氣壓力、流量、氧耗量、氧純度等參數(shù)，并對氧流量進行閉環(huán)控制。②測量氧槍冷卻水溫度、壓力和流量。③采用電子邏輯或微型機控制裝置在吹煉不同階段改變氧槍位置，其定位精度為±10毫米。主、副原料系統(tǒng)編輯轉(zhuǎn)爐主原料（鐵水和廢鋼）和副原料(石灰、白云石、礦石、螢石、鐵皮等)的稱重誤差和成分誤差，直接影響煉鋼終點命中率和鋼的質(zhì)量。這個統(tǒng)用以保證主、副原料的準(zhǔn)確稱量。它包括 3個部分。①電子秤：用以對鐵水、廢鋼、鐵合金和鋼水進行稱重，并能自動去皮；②副原料稱重和上料控制：當(dāng)高位料倉中的副原料用光時，可自動地將地下料倉的副原料送入高位料倉，它采用料位檢測器檢出料倉料位信號，用皮帶秤稱重，用電子邏輯或微型機控制上料；③副原料自動配料控制：根據(jù)人工設(shè)定和計算機設(shè)定的副原料的配比，入爐副原料由料斗秤稱量后自動按量裝入。副槍系統(tǒng)編輯吹煉過程中用于測量鋼水溫度和含碳量的檢測裝置,主要包括兩個部分。①測溫定碳裝置:它由測溫定碳和測液面復(fù)合探頭、溫度和碳變送器、微型機和陰極射線管顯示器等組成。測試時，副槍將探頭插入鋼水內(nèi)測溫、取樣，測出的溫度和含碳量信號經(jīng)微型機處理后，在顯示器上顯示并傳送到過程計算機。②副槍順序控制裝置：它由探頭、電子邏輯線路或微型機構(gòu)成。副槍系統(tǒng)自動給出所需的探頭，自動裝探頭，檢查探頭是否接通，然后自動快速下槍，移動到變速點時則由快速改成慢速，當(dāng)移動到測試點時便準(zhǔn)確停車，定位精度為±10毫米。待取樣完成后，快速提升，到變速點時改為慢速提升，到達最高點時則自動停車。待定碳信號出現(xiàn)后，則自動拔掉舊探頭。煤氣回收系統(tǒng)編輯用以保證煤氣回收正常運行，它由各種變送器、分析儀和微型機組成。首先進行爐口微壓差（±50帕）測量和自動控制，爐中微壓差經(jīng)變送器變成標(biāo)準(zhǔn)電信號后,由調(diào)節(jié)器控制煤氣管道的閘板閥,使?fàn)t口保持正壓，防止吸入空氣。其次進行煤氣中CO、O2含量的分析和CO回收的自動控制，采用紅外線CO分析儀、磁氧分析儀(精度為±1%)或質(zhì)譜儀分析CO、O2含量,用可編程序控制器來控制煤氣回收的操作。最后進行煤氣流量測量。所用方法是先在廢氣管道中取出差壓信號，然后再用差壓變送器將此信號變?yōu)殡娦盘栠M行測量。成分分析系統(tǒng)編輯用直讀光譜儀或 X熒光分析儀來分析鐵水和鋼水的成分。 X熒光還能分析礦石、爐渣的成分。專用計算機對分析值進行處理后將結(jié)果打印出來，并將它們傳送到過程控制計算機，為控制作準(zhǔn)備。鋼水中的溶氧量則用氧化鋯定氧探頭測出。

氧槍是將高壓高純度氧氣以超音速速度吹入轉(zhuǎn)爐內(nèi)金屬熔池上方，并帶有高壓水冷卻保護系統(tǒng)的管狀設(shè)備。又叫噴槍。它是氧氣頂吹煉鋼的重要設(shè)備。在吹煉過程中，氧槍不但要承受火點2500℃左右的高溫區(qū)的熱輻射，還要承受鋼和渣激烈的沖刷，工作條件十分惡劣。因此氧槍要有牢固的金屬結(jié)構(gòu)和強水冷系統(tǒng)，以保證它能耐受高溫、抗沖刷侵蝕和抵抗振動。氧槍最先應(yīng)用于平爐煉鋼爐頂吹氧，1952年氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法問世，氧槍成為它的關(guān)鍵設(shè)備。此后，氧槍的應(yīng)用范圍又?jǐn)U大到電弧爐和鋼包精煉爐等領(lǐng)域；功能也從單一噴吹氧氣發(fā)展到兼能噴吹造渣粉劑、燃燒粉劑的復(fù)合氧槍以及具有二次燃燒功能的分流式或雙流式多層氧槍。氧槍對吹煉的影響作用是通過氧氣射流流股與熔池的相互作用來實現(xiàn)的，而這種作用主要取決于射流到達熔池表面時的速度大小及其分布，因此氧槍噴頭的各項工藝參數(shù)的尋優(yōu)與結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計非常重要。應(yīng)用領(lǐng)域：氧槍主要應(yīng)用在鋼鐵行業(yè)、冶金行業(yè)等。氧槍，是氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼中的主要工藝設(shè)備之一，其性能特征直接影響到冶煉效果和吹煉時間，從而影響到鋼材的質(zhì)量和產(chǎn)量。