煉鋼廠設(shè)計的依據(jù)是甲方或廠家提出的經(jīng)政府有關(guān)部門核準的設(shè)計項目建議書，它可能是整個鋼鐵企業(yè)設(shè)計內(nèi)容的一部分，也可能是單獨的一個煉鋼廠。此外，對于煉鋼廠中部分設(shè)施，如煉鋼爐爐體設(shè)備、連鑄機等單項工程，也可單獨設(shè)計。另外，煉鋼廠設(shè)計的依據(jù)，除了項目建議書外，有一些依據(jù)需由相鄰專業(yè)提供，例如對于轉(zhuǎn)爐全連鑄鋼廠設(shè)計來說，主要包括：(1)煉鋼的生產(chǎn)規(guī)模，要注明一期和二期，或者是否要留有未來發(fā)展的余地。(2)產(chǎn)品的品種，包括鋼種和產(chǎn)品尺寸形式(此項可由軋鋼專業(yè)按總?cè)蝿諘D(zhuǎn)提)。(3)鐵水成分，包括鐵水中C、Si、Mn、P、S等元素的含量，以及V、Ti、Nb等微量元素的含量(此項可由煉鐵專業(yè)按總?cè)蝿諘D(zhuǎn)提)。(4)氧氣轉(zhuǎn)爐設(shè)備的容量和座數(shù)(委托單項轉(zhuǎn)爐設(shè)計時要說明，做全車間設(shè)計時可作指定；如果轉(zhuǎn)爐是在現(xiàn)有廠房內(nèi)的改造項目，則尚需提供轉(zhuǎn)爐周圍的廠房尺寸和圖紙)。(5)連鑄機澆鑄的各種連鑄坯斷面尺寸、單機的生產(chǎn)能力、要求的連鑄機流數(shù)和臺數(shù)、要求的連鑄機類型(如弧形多點矯直，立彎弧形多點矯直等)和基本半徑。如果連鑄機是在現(xiàn)有廠房內(nèi)增建或改建項目，則需提供連鑄機周圍的廠房尺寸和圖紙?！镜貐^(qū)(6)對于轉(zhuǎn)爐設(shè)備全連鑄煉鋼廠整體設(shè)計，需提供到達車間的基本原料(石灰、螢石、富鐵礦、氧化鐵皮等)的成分和粒度，廢鋼(尤其是外供廢鋼)的類型和品質(zhì)，可供應的各種能源的狀況，可供耐火材料(主要是爐襯材料)的類型和品質(zhì)等，并且提出這些物品的運輸方式。(7)對于轉(zhuǎn)爐全連鑄煉鋼廠整體設(shè)計，甲方或廠家的有關(guān)具體要求，如采用新技術(shù)的水平，已有配套輔助設(shè)備的利用，投資的使用和限定，要求選用的有關(guān)配套設(shè)備如混鐵車容量和爐外精煉的類型等，以及該地區(qū)的有關(guān)風俗習慣等。(8)我國現(xiàn)有的有關(guān)工業(yè)建設(shè)和生產(chǎn)的法律、制度和規(guī)定等，尤其是關(guān)于鋼材的質(zhì)量品種標準、環(huán)境保護法、能源政策、勞動保護法及冶金建設(shè)的規(guī)定等，必須嚴格遵守和認真執(zhí)行

鋼材需求是鋼材市場形勢的壓艙石，朝陽優(yōu)質(zhì)轉(zhuǎn)爐爐體上段施工了解今年四季度中國鋼材市場走向，必須分析其需求形勢。今年以來，中國鋼材需求強勢增長。根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)測算，2019年前8個月累計，朝陽優(yōu)質(zhì)轉(zhuǎn)爐爐體上段施工全國粗鋼表觀消費量約為62557萬噸，同比增長9.9%。今年鋼材需求結(jié)構(gòu)中，出口需求明顯減弱。海關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2019年前8個月，全國鋼材出口量4497萬噸，同比下降4.4%朝陽優(yōu)質(zhì)轉(zhuǎn)爐爐體上段施工。如果考慮到這個負數(shù)因素，那就表明，今年以來全國鋼材消費增長動力完全來自國內(nèi)需求拉動。中國鋼材需求的內(nèi)生動力顯著增強，這也將成為今后一段時期內(nèi)中國鋼材需求格局的主要特點。

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、反應復雜，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，當移動到測試點時便準確停車，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)變送器變成標準電信號后,由調(diào)節(jié)器控制煤氣管道的閘板閥,使爐口保持正壓，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，為控制作準備。鋼水中的溶氧量則用氧化鋯定氧探頭測出。

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熱；電弧爐煉主要是電弧的物理熱，廢鋼預熱的物理熱、加鐵水帶來的部分物理熱和化學熱。3) 主要操作目標不同。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)、不倒爐出鋼的快速出鋼技術(shù)、采用爐外處理和鐵水預處理減輕轉(zhuǎn)爐冶金負荷等措施，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” 廢鋼預熱系統(tǒng)預熱廢鋼和加鐵水工藝，增加物理熱和化學熱；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。

廢鋼是鋼鐵工業(yè)的綠色原料，隨著取締“地條鋼”和國家對環(huán)保的嚴格要求，各大鋼鐵企業(yè)都在大力提高廢鋼比。目前，我國電爐鋼的比例還不到10%，轉(zhuǎn)爐流程仍是我國產(chǎn)鋼的主流程，因此有必要開發(fā)高效、清潔的轉(zhuǎn)爐流程提高廢鋼比技術(shù)。目前，轉(zhuǎn)爐流程大生產(chǎn)中采用的提高廢鋼比的手段主要有：廢鋼預熱（鐵水包預熱、轉(zhuǎn)爐爐前及爐后預熱等）、轉(zhuǎn)爐加入補熱劑（焦炭、焦丁、FeSi、SiC等）。但上述兩類提高廢鋼比的技術(shù)均有一定的不足：前者需要專門的加熱設(shè)備，后者往往以犧牲鋼水質(zhì)量為代價。此外，國外還開發(fā)了KMS工藝，但因存在噴粉元件壽命短等不足，并沒有在大生產(chǎn)中廣泛應用。因此，如何在不污染鋼液的前提下提高轉(zhuǎn)爐廢鋼比，已成為亟須解決的關(guān)鍵共性難題。此外，單轉(zhuǎn)爐超40%的大廢鋼比技術(shù)也一直是冶金工作者關(guān)注的熱點課題。 轉(zhuǎn)爐二次燃燒氧槍是一種在不污染鋼液的前提下提高轉(zhuǎn)爐廢鋼比的技術(shù)。二次燃燒氧槍是在傳統(tǒng)煉鋼氧槍的基礎(chǔ)上，通過設(shè)計合理的副孔，使主孔射出氧氣射流進行脫碳反應，利用副孔射出的氧氣射流與爐內(nèi)一氧化碳燃燒產(chǎn)生大量的熱量，使轉(zhuǎn)爐自身熱量得到較充分利用，進而提高轉(zhuǎn)爐廢鋼比。盡管國內(nèi)外已對轉(zhuǎn)爐二次燃燒氧槍技術(shù)進行了大量研究，且有的已達到工業(yè)應用水平，但目前國外關(guān)于該技術(shù)在大工業(yè)生產(chǎn)中規(guī)?；瘧玫膱蟮篮苌伲鴩鴥?nèi)目前還未見該技術(shù)的大生產(chǎn)規(guī)模化應用。因此，有必要對二次燃燒氧槍技術(shù)進行深入研究并使其實現(xiàn)工業(yè)化應用。本文首先進行了提高廢鋼比的轉(zhuǎn)爐二次燃燒氧槍技術(shù)大生產(chǎn)規(guī)?；瘧醚芯?；在此基礎(chǔ)上，基于二次燃燒氧槍技術(shù)，研究者提出了一種廢鋼比超過40%的單轉(zhuǎn)爐大廢鋼比技術(shù)，并通過大生產(chǎn)試驗，驗證了其大生產(chǎn)應用的可行性，為其大生產(chǎn)規(guī)模化應用奠定了基礎(chǔ)。