轉爐自動化，工業自動化生產工藝。典型的氧氣轉爐自動化系統由過程控制計算機、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。按設備配置和工藝流程分為供氧系統，主、副原料系統，副槍系統，煤氣回收系統，成分分析系統和計算機測控系統。有些大型的轉爐自動化系統除了有轉爐本身的控制系統外，還包括有鐵水預處理系統、鋼水脫氣處理系統和鑄錠控制系統等。氧氣轉爐冶煉周期短、產量高、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。為了充分發揮氧氣轉爐快速冶煉的優越性，提高產量和質量，降低能耗和原料消耗，需要完善的自動化系統對它進行控制。供氧系統編輯在轉爐吹煉中，供氧系統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，并對氧流量進行閉環控制。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、副原料系統編輯轉爐主原料（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量。這個統用以保證主、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：根據人工設定和計算機設定的副原料的配比，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測溫、取樣，測出的溫度和含碳量信號經微型機處理后，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成。副槍系統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。待定碳信號出現后，則自動拔掉舊探頭。煤氣回收系統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，爐中微壓差經變送器變成標準電信號后,由調節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為電信號進行測量。成分分析系統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。

轉爐煉鋼工藝各項指標取決于鐵水的化學成分，而對鐵水的主要要求是含硫量低（低于0.03%），相應要求較高含硅（0.7%-0.9%）及具有優化造渣所需的錳量（0.8%-1.0%）。煉鐵煉鋼各階段脫硫過程理化規律及動力特性分析表明，在動力方面，在鐵水中比在鋼水中更容易保證脫硫反應，因為在含碳量較高及氧化度較低條件下硫具有更高的活性。然而在高爐煉鐵當中很難脫硫，因為在高爐一系列復雜的氧化—還原反應中，深脫硫的各種熱動力條件的能量不可避免地會增高硅含量并因此導致石灰及焦炭消耗的增加及產量的下降。因此，生產低硫鐵需周密策劃工藝，采用含硫最少的爐料及制備高堿度混成渣。在轉爐吹煉中脫硫也無效果，因為鋼渣系中達不到平衡狀態，渣與鋼間的硫分配系數因熔池氧化度高及碳含量低，僅為2-7。如此低的硫分配系數使得難以在轉爐冶煉中實現深脫硫，并導致煉鋼生產在技術及經濟上的巨大消耗。無論是在高爐煉鐵，還是在轉爐煉鋼當中都保證不了金屬有效脫硫所需的熱動力條件，因此進行高爐煉鐵及轉爐煉鋼過程中的深脫硫研究，在技術及經濟上都是不可取的。而合理的作法是將脫硫過程從高爐及轉爐中分離出來。這就可簡化燒結—高爐—轉爐生產流程降低生產成本。將脫硫從高爐及轉爐中分離出來，使高爐爐外脫硫成為設計大型聯合鋼廠和重要工藝環節，在冶煉低硅鐵的同時不必再為保證轉爐中的精煉進行代價很高的高爐爐外脫硅。鐵水原始硅含量低還可降低錳含量。在氧氣轉爐煉鋼中錳的作用非常重要，它決定著及早造渣所需的條件并對出鋼前終點鋼水氧化度起調節作用，長期實踐證明，需設法使鐵水中錳保持0.8%-1.0%的水平，因而在燒結混合料中必需補充錳，而這就提高了成本。燒結—高爐—轉爐各流程錳平衡分析表明，上述錳在高爐里還原、然后在轉爐里氧化導致錳原料及錳本身不可彌補的巨大損失，而且還給各生產流程操作增加很多麻煩。在碳含量很低（0.05%-0.07%）條件下停止吹煉時，氧化度的影響如此之大，以致會把錳的最終含量定在極窄范圍內，實際上已很少再與鐵水原始錳含量相關。在這種條件下，盡管鐵水原始錳含量達0.5%-1.2%，但鋼的最終錳含量實際上都一樣（0.07%-0.11%）。因此在當代轉爐煉鋼工藝條件下（各爐次都有過吹操作），沒必要在燒結混合料中使用含錳原料來提高鐵水原始錳含量，更合理的作法是冶煉低錳鐵。同時為節約低錳鐵在轉爐煉鋼中脫氧的用量，研究直接采用錳礦石的效果具有重要意義。對眾多爐次進行工業平衡計算所得工藝指標的對比表明，冶煉鐵水不添加錳礦石，而在轉爐煉鋼中添加錳礦石，與用含錳1.13%的鐵水煉鋼，這兩種煉鋼法相比，前者每噸生鐵可節省錳礦石15.3kg.此外，還可減少錳鐵1.3kg/t鋼、石灰5kg/t，氧氣2.17m3/t的耗量，并可大大縮短吹煉時間。鐵水中硅、錳含量低及無需脫硫，這些條件會改變造渣機理及動力特性，因為這時石灰消耗下降，渣量減少，渣堿度及氧化度增高。在這樣的條件下，渣的精煉功能只限于鐵水脫磷。這樣就能在轉爐冶煉本身中多次利用渣，使渣具有很高的精煉能力。根據這一原則開發出轉爐煉鋼新工藝，即在轉爐煉鋼本身中多次（3-5次）利用后期渣（循環造渣）。采用這樣的工藝可降低石灰消耗及渣中鐵損。及早造就高堿度氧化渣，及使硅、錳含量低可提供鋼水深脫磷所需的強勁動力。

廢鋼是鋼鐵工業的綠色原料，隨著取締“地條鋼”和國家對環保的嚴格要求，各大鋼鐵企業都在大力提高廢鋼比。目前，我國電爐鋼的比例還不到10%，轉爐流程仍是我國產鋼的主流程，因此有必要開發高效、清潔的轉爐流程提高廢鋼比技術。目前，轉爐流程大生產中采用的提高廢鋼比的手段主要有：廢鋼預熱（鐵水包預熱、轉爐爐前及爐后預熱等）、轉爐加入補熱劑（焦炭、焦丁、FeSi、SiC等）。但上述兩類提高廢鋼比的技術均有一定的不足：前者需要專門的加熱設備，后者往往以犧牲鋼水質量為代價。此外，國外還開發了KMS工藝，但因存在噴粉元件壽命短等不足，并沒有在大生產中廣泛應用。因此，如何在不污染鋼液的前提下提高轉爐廢鋼比，已成為亟須解決的關鍵共性難題。此外，單轉爐超40%的大廢鋼比技術也一直是冶金工作者關注的熱點課題。 轉爐二次燃燒氧槍是一種在不污染鋼液的前提下提高轉爐廢鋼比的技術。二次燃燒氧槍是在傳統煉鋼氧槍的基礎上，通過設計合理的副孔，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一氧化碳燃燒產生大量的熱量，使轉爐自身熱量得到較充分利用，進而提高轉爐廢鋼比。盡管國內外已對轉爐二次燃燒氧槍技術進行了大量研究，且有的已達到工業應用水平，但目前國外關于該技術在大工業生產中規模化應用的報道很少，而國內目前還未見該技術的大生產規模化應用。因此，有必要對二次燃燒氧槍技術進行深入研究并使其實現工業化應用。本文首先進行了提高廢鋼比的轉爐二次燃燒氧槍技術大生產規模化應用研究；在此基礎上，基于二次燃燒氧槍技術，研究者提出了一種廢鋼比超過40%的單轉爐大廢鋼比技術，并通過大生產試驗，驗證了其大生產應用的可行性，為其大生產規模化應用奠定了基礎。

為消除對大氣環境的污染，必須進一步做好煙塵處理，積極采用干法除塵技術，節約水資源。回收能源介質的高效利用都有許多項目需要認真研發。努力將煉鋼廠建設成為無污染、零排放的綠色工廠3.2、吹煉終點動態控制技術終點控制是煉鋼操作的技術關鍵。國內鋼鐵企業多采用人工經驗控制，無法滿足潔凈鋼和高品質鋼種生產的質量要求。因此，盡快采取措施提高煉鋼終點的控制精度和命中率已成為當前國內煉鋼生產中迫切需要解決的技術問題。提高轉爐煉鋼終點控制水平的關鍵技術主要有以下兩點。1)優化復吹工藝，促進鋼渣平衡，穩定終點操作；　　2)采用計算機終點動態控制技術，實現不倒爐出鋼及提高出鋼口壽命，縮短出鋼時間，進而縮短轉爐輔助作業時間，也是提高轉爐生產效率的重要技術措施。3.3轉爐高效吹煉工藝　　近年來，國內各大鋼企陸續開展了提高轉爐生產效率，加大供氧強度，實現平穩吹煉的技術研究，并開發出一整套轉爐高效冶煉技術，使轉爐生產效率大幅提高。采用以下技術有利于進一步提高供氧強度，從而使轉爐生產效率得到提高。1)提高我國轉爐底吹攪拌強度，優化底吹攪拌工藝，保證全爐役內底吹效果，并結合該工藝進行轉爐長壽技術研究；2)大幅減少渣量，對于少渣冶煉轉爐，由于渣量減少可大幅提高供氧強度；3)優化改進氧槍結構，加快研發集束氧槍在轉爐中應用、CO2和高比例CaCO3在轉爐生產中的應用等全新工藝與裝備，提高噴槍化渣速度，減少熔池噴濺和避免產生大量FeO粉塵是大幅提高供氧強度的關鍵。1)我國小型轉爐目前還有相當大的比例，與精煉、連鑄的匹配關系還有待優化。　　

鋼鐵行業的生產有三個流程北海優質轉爐爐底廠家，即高爐轉爐流程、電爐流程、特種熔煉。高爐、轉爐流程稱為長流程，生產的鋼稱為轉爐鋼，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，再由轉爐冶煉成鋼；電爐流程稱為短流程，生產的鋼稱為電爐鋼，它以廢鋼為主要原料冶煉成鋼。1工藝技術的比較分析轉爐流程和電爐流程是鋼鐵冶金行業兩個主要流程，其在煉鋼方面的主要差別在于：北海優質轉爐爐底廠家1) 所用主要鋼鐵料不同。轉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%，但存在轉爐內熱量不足的問題，解決轉爐內熱量問題是提高廢鋼比的關鍵；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。轉爐煉鋼是在給定的時間內完成脫碳、脫磷及溫度控制的冶金操作，實現成份（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) 工藝技術進步的方向不同。轉爐煉鋼主要是通過包括提高供氧強度的高效吹煉技術、碳及溫度中率的全自動化吹煉技術、北海優質轉爐爐底廠家不倒爐出鋼的快速出鋼技術、采用爐外處理和鐵水預處理減輕轉爐冶金負荷等措施，實現轉爐生產高效化；通過接近平衡的冶煉工藝、高效脫磷工藝、出鋼擋渣技術，實現產品的潔凈化，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，實現低成本及負能煉鋼。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“環境友好型” 廢鋼預熱系統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冶煉技術，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，減少冶煉過程電弧輻射對耐火材料的損害；降低電極消耗。以上技術的應用，縮短冶煉周期，實現高效化生產，降低噸鋼能耗。5) 冶金質量方面的差異。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空氣電離增氮及原料中氮含量高，造成鋼中氮含量高。

煉鋼廠設計的依據是甲方或廠家提出的經政府有關部門核準的設計項目建議書，它可能是整個鋼鐵企業設計內容的一部分，也可能是單獨的一個煉鋼廠。此外，對于煉鋼廠中部分設施，如煉鋼爐爐體設備、連鑄機等單項工程，也可單獨設計。另外，煉鋼廠設計的依據，除了項目建議書外，有一些依據需由相鄰專業提供，例如對于轉爐全連鑄鋼廠設計來說，主要包括：(1)煉鋼的生產規模，要注明一期和二期，或者是否要留有未來發展的余地。(2)產品的品種，包括鋼種和產品尺寸形式(此項可由軋鋼專業按總任務書轉提)。(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(此項可由煉鐵專業按總任務書轉提)。(4)氧氣轉爐設備的容量和座數(委托單項轉爐設計時要說明，做全車間設計時可作指定；如果轉爐是在現有廠房內的改造項目，則尚需提供轉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、單機的生產能力、要求的連鑄機流數和臺數、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。如果連鑄機是在現有廠房內增建或改建項目，則需提供連鑄機周圍的廠房尺寸和圖紙。【地區(6)對于轉爐設備全連鑄煉鋼廠整體設計，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，可供應的各種能源的狀況，可供耐火材料(主要是爐襯材料)的類型和品質等，并且提出這些物品的運輸方式。(7)對于轉爐全連鑄煉鋼廠整體設計，甲方或廠家的有關具體要求，如采用新技術的水平，已有配套輔助設備的利用，投資的使用和限定，要求選用的有關配套設備如混鐵車容量和爐外精煉的類型等，以及該地區的有關風俗習慣等。(8)我國現有的有關工業建設和生產的法律、制度和規定等，尤其是關于鋼材的質量品種標準、環境保護法、能源政策、勞動保護法及冶金建設的規定等，必須嚴格遵守和認真執行