鋼鐵是工業上最常用才材料。俗話說，百煉成鋼，也有一本書名為《鋼鐵是怎樣煉成的》描述其主人公經歷的坎坷歷程，也間接反應了鋼鐵煉制過程的困難。那么，鋼鐵究竟是怎樣煉成的呢？鋼鐵煉制用的原料是廢鐵或鐵礦石，廢鐵是回收得到的，而鐵礦石來自大自然，不同原料煉制方法也不一樣，但大體需要經過的歷程都基本相似。電爐（或高爐）煉鋼，這過程是把廢鐵或鐵礦石化成鋼水，以便后續加工。轉爐煉鋼，這過程是把電爐（或高爐）煉鋼得到的鋼水提純，去除雜質，得到較為純凈的鋼水。精煉爐煉鋼，這過程是調節鋼水成分，加入其它金屬或非金屬元素，保證鋼材質量。連鑄機澆鑄鋼坯，通過上述過程煉制出來的鋼水，澆入鑄模冷卻凝固后即得到鋼坯，現代工業上大規模生產鋼鐵一般使用連鑄機，可連續澆注鋼水，不斷輸出鋼坯，此時就已經完成了煉鋼過程了。得到的鋼坯根據其用途經過軋制、拉拔或機加工，得到各種形狀的鋼材，這時的鋼材就是市場上常用的鋼鐵原材料了

　我國“負能煉鋼”技術的迅速發展得益于以下三方面： 　　一是煉鋼工藝結構的優化。隨著國內新建100噸以上大、中型轉爐的增多，配備了煤氣、蒸汽回收與余熱發電等設施，為“負能煉鋼”打下設備基礎；二是“負能煉鋼”工藝不斷完善，多數鋼廠已掌握“負能煉鋼”的基本工藝；三是2005年，國家統計局將電力折算系數調整為電熱當量值（即1kWh=0.1229kg）替換原來沿用的電煤耗等價值（即1kWh=0.404kg）。煉鋼能耗統計值降低，利于實現“負能煉鋼”。重點企業轉爐煤氣噸鋼回收量由2010年的平均81m3/t提高到2014年的106m3/t。近幾年，我國轉爐蒸汽回收量有很大提高，但蒸汽回收量和壓力差別較大；先進的回收量已達到100kg/t以上、壓力可達2.5-4MPa，用于鋼水真空處理、發電或并入蒸汽管網。 　　1.5、轉爐使用壽命進一步提高 　　爐齡是轉爐煉鋼的重要技術指標，提高爐齡在降低生產成本的同時，也提高了轉爐生產效率。濺渣護爐的基本原理是利用高速氮氣將成分調整后的剩余爐渣噴濺在爐襯表面，形成濺渣層。濺渣層抑制了爐襯表層的氧化，減輕了高溫爐渣對磚表面的沖刷侵蝕。采用濺渣護爐工藝后，當爐襯殘磚厚度侵蝕至500mm左右時，爐壁冷卻與爐內鋼渣對爐襯的導熱基本實現了動態平衡。此時，爐襯與濺渣層的結合層很難被進一步熔損。在濺渣條件下爐襯基本為“零熔損”，即隨爐齡增加，爐襯厚度基本保持不變。國內鋼廠據此研發出了長壽轉爐生產工藝，進而使轉爐爐齡達到30000爐以上，爐役期和產鋼量同步增長，耐火材料消耗和噸鋼成本也相應降低。

鼓入空氣或工業純氧，使氧氣與液態鐵水中的碳、硅、錳等元素氧化，以調整鋼水的化學成分，并利用氧化時產生的熱量來煉鋼的設備。鼓入空氣的轉爐，因煉出的鋼質量差,已較少應用。圖2為轉爐的外形及其配套機械。煉鋼所需的造渣劑可從爐頂料倉卸下，經稱量后通過密封料倉和流槽加入轉爐內。整個轉爐爐體由圓環形托圈支承，托圈兩端的軸由軸承支承。托圈軸與傳動機構聯接后能使爐體繞軸線作360°回轉,以適應轉爐加料、出鋼、出渣等工藝要求。轉爐傳動機構的結構形式有落地式、半懸掛式或全懸掛的多點嚙合式等，以全懸掛的多點嚙合式較為普遍。為了提高轉爐爐座利用率，轉爐爐體也可做成更換式的。為了防止環境污染和節約能源，在冶煉時從轉爐爐口逸出的、含有較多煙塵和大量CO高溫爐氣，經余熱利用煙道生產蒸汽，又經過能回收CO和降低煙氣含塵量的除塵系統，使煙氣符合排放標準。轉爐依氧氣噴口在爐體的位置不同可分為頂吹、底吹和側吹幾種，但側吹轉爐應用較少。氧氣頂吹轉爐在爐口插入水冷氧槍（噴口）供工業純氧，并以超音速氣流噴入熔池進行攪拌和反應。頂吹轉爐的容量已達400噸,并有更大型的轉爐正在籌建中。底吹轉爐的噴口設置在爐底，噴口數目可根據工藝要求而定。 　噴口型式有透氣（或毛細管式）耐火磚和同心套管式兩種。為延長同心套管式噴口壽命，套管之間的環縫可噴入碳氫化合物作為冷卻介質，噴口也可在噴入氧氣流時帶入粉狀造渣劑提前化渣去除硫、磷。底吹轉爐較適用于高磷鐵水的冶煉。在頂吹轉爐上結合底吹轉爐的優點，將部分氧氣或惰性氣體從爐底噴入，便成為頂底復合吹煉的轉爐，效果較好。為了適應氧化轉爐快速操作和環境保護的要求，現代轉爐還配有相應的裝料、出鋼、出渣、渣處理、煙氣凈化、污水處理和綜合利用等配套設備，同時也采用計算機控制，以提高生產的經濟效益。

　轉爐一倒合格率是指結合煉鋼各鋼種工藝要求，在轉爐吹煉至一倒時的碳、磷和溫度達出鋼的控制要求，以保證所煉鋼種的溫度、成分達產品控制要求。提高轉爐一倒合格率的意義　　提高一倒合格率，混鐵爐優質廠家唐山可提高產品內控合格率和澆注溫度命中率，同時有效減少拉后吹，是煉鋼操作水平和管理水平高低的重要標志，也是降低煉鋼生產成本和產品質量的基礎工作和重要抓手。提高轉爐一倒合格率的經濟效益“提高轉爐一倒合格率 改善煉鋼技術經濟指標”的經濟效益主要體現在兩方面，一是鋼鐵料消耗降低，二是合金消耗的降低，另外，轉爐一倒合格率提高后，可有效減少化學廢品和降低轉爐耐火材料消耗。鋼鐵料耗的統計方式1.理論基礎：任何指標都要統一標準才好對比，鋼鐵料耗的理論基礎是物質不滅定律，推廣到具體的鋼鐵料耗方面為物料平衡，投入量與產出量之間的關系，為了統計方便，國家專門制訂了鋼鐵料耗統計的相關規定。2.國家規定的統計標準：轉爐鋼鐵料消耗（kg/t鋼）=[生鐵+廢鋼鐵量(kg)]/轉爐（電爐）合格產出量（t） 。其中：生鐵包括冷生鐵、高爐鐵水、還原鐵；廢鋼鐵包括各種廢鋼、廢鐵等。凡分別管理、按類配用下列廢鋼鐵的，在計算廢鋼鐵消耗指標時，可按下列統一的折合標準折合計算：a. 輕薄料廢鋼，包括銹蝕的薄鋼板以及相當于銹蝕薄板的其他輕薄廢鋼，按實物量×60%計算，其加工壓塊按實物量×60%計算；關于輕薄廢鋼，混鐵爐廠家優質唐山國家標準GB/T4223-1996中有明確規定；b. 渣鋼是指從爐渣中回收的帶渣子的鋼，按實物×70% 計算；經過砸碎加工（基本上去掉雜質）的渣鋼，按實物量×90%計算；c. 優質鋼絲（即過去所稱“鋼絲”）、混鐵爐優質廠家唐山鋼絲繩、普通鋼鋼絲（即過去所稱“鐵絲”）、鐵屑以及鋼錠扒皮車屑和機械加工的廢鋼屑（加工壓塊在內），按實物量×60%計算；d. 鋼坯切頭切尾、湯道、中注管鋼、桶底鋼、凍包鋼、重廢鋼等均按實物計算。

混鐵爐屬于鋼鐵冶金設備，主要應用在鋼鐵行業、冶金行業等?；扈F爐用來存貯并保溫由高爐冶煉出來的鐵水，可混合均勻不同高爐冶煉出來的不同溫度及化學成份的鐵水以使其供應給平爐或傳爐煉鋼之用。由爐門軸，爐門框，兩組滑動軸承和兩個桿狀配重組成，爐門框和爐門軸焊接在一起，爐門框為一個鋼板焊接的框架，其上部和左右各安有鋼制密封槽，槽內鑲嵌耐火纖維，框內嵌砌耐火磚，爐門軸兩端安放在兩組滑動軸承上，軸承座焊接在出鐵口兩側，在爐門軸的兩個端部各安裝一個桿狀配重，桿狀配重與爐門框之間有一固定夾角。混鐵爐一般分為300噸、600噸、900噸和1300噸，主要由：底座、爐體、傳動機構、回轉機構、開蓋機構、鼓風裝置、煤氣空氣管道、氣動送閘裝置、干油潤滑裝置、混鐵爐平臺、電氣系統等11部分組成。爐體是由可拆的側面凸起的端蓋和開有兌鐵水口、出鐵水口的圓筒組成筒體。爐體內砌有耐火材料，耐火材料與爐殼之間填有硅藻土料填料層，借以隔熱和緩沖爐襯受熱膨脹對爐殼產生的壓力，填料層向里砌有硅藻土磚用來隔熱，硅藻土磚里面是粘土磚，粘土磚里面是直接與鐵水接觸的工作層，工作層是用鎂磚砌筑的。對于600噸混鐵爐而言，爐襯的總厚度為650mm，其中填料層10mm，硅藻土磚層65mm。粘土磚層115mm，鎂碳磚層460mm。整個爐體的重量都通過接近筒體兩端的偏心箍圈，園輥組成的弧形輥道傳遞到直接固定在基礎上的支撐底座上?；扈F爐有兩種類型，一種為短身圓柱形，兌鐵口和出鐵口位于同一垂直平面;一種為長身圓柱形，兌鐵口和出鐵口相互錯開布置?；扈F爐容量范圍很大，可由200t至2800t，中國采用300t、600t、1300t三級容量的混鐵爐。確定所需要的混鐵爐容量，除要考慮鐵水需要量外，還要考慮鐵水在爐內的貯存時間以及爐子的充滿度等。一般按下式計算： Q=1.01PKT/24y式中P為1晝夜產鋼量，t/d;K為鐵水消耗，t/t;1.01為鐵水損失系數;y為充滿度，一般取0.65～0.77;T為平均鐵水貯存時間，一般取8h。

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。