轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化，工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)工藝。典型的氧氣轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化系統(tǒng)由過程控制計(jì)算機(jī)、微型計(jì)算機(jī)和各種自動(dòng)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(jì)算機(jī)測控系統(tǒng)。有些大型的轉(zhuǎn)爐自動(dòng)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(diǎn)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(dòng)化系統(tǒng)對(duì)它進(jìn)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(duì)氧流量進(jìn)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(jī)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(diǎn)命中率和鋼的質(zhì)量。這個(gè)統(tǒng)用以保證主、副原料的準(zhǔn)確稱量。它包括 3個(gè)部分。①電子秤：用以對(duì)鐵水、廢鋼、鐵合金和鋼水進(jìn)行稱重，并能自動(dòng)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(shí)，可自動(dòng)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(hào)，用皮帶秤稱重，用電子邏輯或微型機(jī)控制上料；③副原料自動(dòng)配料控制：根據(jù)人工設(shè)定和計(jì)算機(jī)設(shè)定的副原料的配比，入爐副原料由料斗秤稱量后自動(dòng)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(gè)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(jī)和陰極射線管顯示器等組成。測試時(shí)，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(hào)經(jīng)微型機(jī)處理后，在顯示器上顯示并傳送到過程計(jì)算機(jī)。②副槍順序控制裝置：它由探頭、電子邏輯線路或微型機(jī)構(gòu)成。副槍系統(tǒng)自動(dòng)給出所需的探頭，自動(dòng)裝探頭，檢查探頭是否接通，然后自動(dòng)快速下槍，移動(dòng)到變速點(diǎn)時(shí)則由快速改成慢速，當(dāng)移動(dòng)到測試點(diǎn)時(shí)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(diǎn)時(shí)改為慢速提升，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)則自動(dòng)停車。待定碳信號(hào)出現(xiàn)后，則自動(dòng)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(yùn)行，它由各種變送器、分析儀和微型機(jī)組成。首先進(jìn)行爐口微壓差（±50帕）測量和自動(dòng)控制，爐中微壓差經(jīng)變送器變成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)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(jìn)行煤氣中CO、O2含量的分析和CO回收的自動(dòng)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(jìn)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(hào)，然后再用差壓變送器將此信號(hào)變?yōu)殡娦盘?hào)進(jìn)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(jì)算機(jī)對(duì)分析值進(jìn)行處理后將結(jié)果打印出來，并將它們傳送到過程控制計(jì)算機(jī)，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。

　摘要相比較電爐而言，近十年來，我國轉(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，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，我國轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量占粗鋼總產(chǎn)量的比例日益增強(qiáng)，2003年我國轉(zhuǎn)爐鋼比為82.4%，到2013年這一比例已增至93%，而近十年來，世界轉(zhuǎn)爐鋼與電爐鋼比例基本保持在7:3的平均水平，我國與之相比轉(zhuǎn)爐鋼比過高。未來我國這種鋼鐵生產(chǎn)流程結(jié)構(gòu)不盡合理的現(xiàn)象會(huì)隨著我國資源條件、市場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，我國轉(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)量的增長提供了良好條件。因此，轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量近年來獲得了快速增長。2905年我國轉(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100噸以上大型轉(zhuǎn)爐只有30座，產(chǎn)能為3602萬噸。至2013年增長到345座，產(chǎn)能超過5.08億噸，13年間大型轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)能力增長了14倍。其中300噸轉(zhuǎn)爐從3座增加到11座，產(chǎn)能從678萬噸增長到2759萬噸以上。從數(shù)量上來看，我國現(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。我國自主設(shè)計(jì)建設(shè)的京唐公司300噸轉(zhuǎn)爐采用了國際上最先進(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)志著我國大型轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)已接近國際領(lǐng)先水平。

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.開氧氣者在氧氣閥門附近抽煙或周圍有人動(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)溫度過高，發(fā)生爐體開裂，引起火災(zāi)。d.爐頂壓力過高又無法控制，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。

鋼鐵行業(yè)的生產(chǎn)有三個(gè)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(gè)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(shí)間，由于廢鋼價(jià)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(dá)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(shí)間內(nèi)完成脫碳、脫磷及溫度控制的冶金操作，實(shí)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(shí)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(jìn)步的方向不同。轉(zhuǎn)爐煉鋼主要是通過包括提高供氧強(qiáng)度的高效吹煉技術(shù)、碳及溫度中率的全自動(dòng)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(shí)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(shí)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(shí)現(xiàn)低成本及負(fù)能煉鋼。電爐煉鋼主要是通過強(qiáng)化供能（包括強(qiáng)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(shí)仍能通電的連續(xù)冶煉技術(shù)，有效地減少非通電時(shí)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(duì)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(shí)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。

一、漏水造成煙道漏水的原因最主要有沖蝕腐蝕（尤其是高溫沖蝕）、交變溫差、焊縫開裂，導(dǎo)致煙道冷卻水外溢。1、高溫沖蝕腐蝕：熱水冷卻煙道隨著環(huán)境溫度增加，金屬表而產(chǎn)生的氧化皮膜會(huì)逐漸變厚，氧化皮膜與基材間的結(jié)合強(qiáng)度會(huì)更高，足以抵抗隨后的磨粒沖擊，當(dāng)達(dá)到臨界溫度（570攝氏度）后，這時(shí)材料進(jìn)人沖蝕氧化破壞區(qū)。金屬材料具有延展性，高溫下更是如此，而氧化物則展示脆性，溫下沖蝕腐蝕破壞中，與沖蝕有關(guān)的常數(shù)可從0.8 變化到7，這與高溫下氧化或腐蝕產(chǎn)物的皮層塑性增加有較大關(guān)系，致使管壁不斷減薄，導(dǎo)致爆管漏水。2、交變溫差：煙氣對(duì)管束產(chǎn)生橫向沖刷，一方面因溫差急劇變化導(dǎo)致管束出現(xiàn)高溫膨脹與降溫收縮，產(chǎn)生外部機(jī)械應(yīng)力，由于受余熱鍋爐與下部固定支座的制約。另一方面當(dāng)管束出現(xiàn)漏水時(shí)，為迅速恢復(fù)生產(chǎn)，則立即將管束內(nèi)高達(dá)近300攝氏度的熱冷卻水排出降到室溫，補(bǔ)焊后再補(bǔ)水。因此管束應(yīng)力無法消除，極易產(chǎn)生疲勞脆化，最終出現(xiàn)橫向裂紋。3、焊縫開裂漏水形成粘結(jié)性爐膛：為確保煙氣收集質(zhì)量，減少煙氣外溢，管間采用鋼板滿焊作筋板隔離，焊接過程中由于焊條操作角度、電流選擇不當(dāng)?shù)龋瑢?dǎo)致管壁局部變薄，同時(shí)滿焊過程中管束將產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力，在應(yīng)力釋放時(shí)會(huì)對(duì)管壁產(chǎn)生變形出現(xiàn)裂紋，導(dǎo)致漏水。因此，當(dāng)煙道（此外還包括吹氧管、下料孔煙道、水冷爐口等）出現(xiàn)漏水時(shí)，外溢的水在高溫下迅速形成霧氣與冷卻高溫?zé)焿m，形成粘結(jié)性與粘附性的爐渣粘附在管束上。二、非正常的冶煉工藝1、由于轉(zhuǎn)爐冶煉任務(wù)繁重，操作中為多產(chǎn)鋼而采取增大裝人量而減少爐容比，提高供氧強(qiáng)度，縮短供氧時(shí)間，導(dǎo)致爐渣外溢，處理方式上，操作人員通過吹氧管用高壓氧氣強(qiáng)制吹掃熾熱的紅渣，一方面高溫下管束表面開始氧化，出現(xiàn)高溫沖蝕，另一方面爐渣在氣流的作用下急劇磨蝕管束工作表面，造成管壁減薄變形，出現(xiàn)縱向裂紋。2、其他：冶煉中熱平衡對(duì)煙道堵塞有較大影響，又加增大裝入量，往往出現(xiàn)冶煉時(shí)產(chǎn)生的煙氣量大于系統(tǒng)抽出量，致使煙氣外溢嚴(yán)重，部分粘附性較強(qiáng)的渣就粘附在管束上，非正常的轉(zhuǎn)爐爐形也會(huì)造成影響，控制得好對(duì)影響不明顯，一且爐形出現(xiàn)扁形或爐膛過小等將會(huì)出現(xiàn)爐渣外溢嚴(yán)重時(shí)還夾帶金屬，粘附在水冷爐口上，導(dǎo)致爐口直徑變小，在風(fēng)機(jī)的強(qiáng)制抽力作用下，高溫?zé)煹缼Ы饘俚脑M(jìn)入各區(qū)，堵塞煙道。

謂轉(zhuǎn)爐煉鋼濟(jì)源優(yōu)質(zhì)煉鋼煉鐵設(shè)備施工所，就是將鐵水、廢鋼等煉成具有所要求化學(xué)成分的鋼，并使其具有一定的物理化學(xué)性能和力學(xué)性能。目前轉(zhuǎn)爐煉鋼是世界上最主要的煉鋼生產(chǎn)方法。(a)筒球形;優(yōu)質(zhì)煉鋼煉鐵設(shè)備施工濟(jì)源(b)錐球形;(c)截錐形轉(zhuǎn)爐的形狀主要有筒球型、錐球型和截錐型。轉(zhuǎn)爐煉鋼(1)筒球型：熔池形狀由一個(gè)球缺體和一個(gè)圓筒體組成。它的優(yōu)點(diǎn)是爐型形狀簡單，砌筑方便，爐殼制造容易。熔池內(nèi)型比較接近金屬液循環(huán)流動(dòng)的軌跡，在熔池直徑足夠大時(shí)，能保證在較大的供氧強(qiáng)度下吹煉而噴濺最小，煉鋼煉鐵設(shè)備施工優(yōu)質(zhì)濟(jì)源也能保證有足夠的熔池深度，使?fàn)t襯有較高的壽命。大型轉(zhuǎn)爐多采用這種爐型。(2)錐球型：熔池由一個(gè)錐臺(tái)體和一個(gè)球缺體組成。這種爐型與同容量的筒球型轉(zhuǎn)爐相比，若熔池深度相同則熔池面積比筒球型大，有利于冶金反應(yīng)的進(jìn)行。同時(shí)，隨著爐襯的侵蝕熔池變化較小，對(duì)煉鋼操作有利。歐洲生鐵含磷量相對(duì)偏高的國家，較多采用此種爐型。我國2080噸的轉(zhuǎn)爐多采用錐球型，對(duì)筒球型與錐球型的適用性，看法尚不一致。有人認(rèn)為錐球型適用于大轉(zhuǎn)爐(奧地利)，有人卻認(rèn)為適用于小轉(zhuǎn)爐(蘇聯(lián))。煉鋼煉鐵設(shè)備施工優(yōu)質(zhì)但世界上已有的大型轉(zhuǎn)爐多采用筒球型。(3)截錐型：熔池為上大下小的圓錐臺(tái)。其特點(diǎn)是構(gòu)造簡單且平底熔池便于修砌。這種爐型基本上能滿足煉鋼反應(yīng)的要求，適用于小型轉(zhuǎn)爐。我國30噸以下的轉(zhuǎn)爐多用這種爐型。國外轉(zhuǎn)爐容量普遍較大，故極少采用此種形式。