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[摘 要]对转炉炼钢系统技术与设备的发展的研究工作中，应进一步重视转炉炼钢技术、工艺流程、设备设施的选择及结构方式的运用，可更好地延长转炉的使用寿命，而且要简化其结构，从工作效率、设备性能、便于检修等方面不断完善，以适应转炉炼钢生产的发展需要。
[关键词]转炉炼钢；系统技术；设备的发展
中图分类号：TF713 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）45-0036-01
1转炉炼钢技术的发展
1.1国外转炉炼钢发展史
1856年，英国人贝塞麦发明了底吹酸性空气转炉炼钢法，将空气吹入铁水，使铁水中硅、锰、碳高速氧化，依靠这些元素氧化放出的热量将液体金属加热到能顺利进行浇注所需的温度，从此开创了大规模炼钢的新时代；1879年，英国人西蒙尼·托马斯又发明了碱性低吹空气转炉炼钢法，改用碱性耐火材料作炉衬，西欧各国一直使用此法直到20世纪60年代；1968年，德国马克希米利安钢铁公司与加拿大液化气公司合作，实验成功低吹转炉炼钢的OBM法，这一工艺的出现受到炼钢界的普遍关注；1973年，奥地利人实验转炉顶底复吹氧炼钢后，先后出现了各种类型的复合吹炼法；1975年，法国和卢森堡合作在65t转炉上实验成功顶底复合吹炼转炉炼钢，目前已在世界范围内迅速推广；1977年，日本开发了氧枪回转法；1997年出现了新的炼钢工艺Arcon工艺，是将转炉和直流电弧炉结合起来的新的炼钢方法。
1.2国内转炉炼钢发展史
中国转炉炼钢的出现归功于晚清张之洞创办的湖北汉阳铁厂，继湖北汉阳铁厂后，1916年，鞍钢建设投产；1919年，首钢和宣化铁厂建成；1934年，太钢建成投产；1951年，碱性空气侧吹转炉炼钢法首先在唐山钢厂实验成功，1952年投入工业生产，1964年12月26日，我国第一个氧气顶吹转炉炼钢车间在首钢建成投入生产。20世纪80年代，宝钢从日本引进建成具有70年代末技术水平的300t大型转炉，20世纪90年代，宝钢又建成250t转炉，武钢引进250t转炉，唐钢建成150t转炉，重钢和首钢建成80t转炉。
2河钢邯钢转炉炼钢系统主要设备
转炉炼钢系统主要设备包括：转炉主体设备、供氧设备、原料供应设备、出渣、出钢和浇铸系统设备、烟气净化和回收设备、修炉机械设备和其他辅助设备。
2.1折罐间设备
折罐间主要配置有：140t铁水罐倾翻卷扬机8套、100t铁水罐电动牵引车4台、400t受铁车4台。折罐间共4条进铁线，每条线上布置2套140t铁水罐倾翻卷扬机，每条线一次可进8个铁水罐，并可实现2个铁水罐同时兑铁，最大限度地保证了炉前生产，提高了铁水装准率，为自动炼钢技术奠定了基础。该工艺设备简单，便于操作和维护。目前，该设备替代混铁炉和鱼雷罐车装铁水的直兑工艺。
2.2铁水预处理设备
铁水预处理采用脱硫率较高的机械搅拌法工艺进行铁水预脱硫，配备2套铁水预处理罐脱硫站，每套脱硫站1个搅拌位配1个扒渣位，脱硫效率高，反应快，处理时间短，温降小，可将铁水硫含量降至0.005%以下，脱硫周期时间小于38min，与转炉冶炼周期相匹配，年处理铁水377万t。
2.3 150t转炉设备
2.3.1炉壳
炉壳的作用主要是承受耐火材料、钢液、渣液的全部重量，保持转炉的固定形状，并承受转炉倾动时巨大的扭矩。炉壳在工作时，还要受到加料带来的冲击，承受炉子受热时产生的热应力和炉衬的膨胀应力。为了适应转炉高温作业频繁的特点，要求炉壳必须有足够的强度和刚度，避免因产生裂纹和变形造成炉壳的损坏。河钢邯钢150t转炉炉口采用铸铁埋管式，循环水冷却，效果较好；炉帽钢板厚度为85mm，其外由角钢沿圆周纵向布置，形成冷却通道，实现炉帽水冷；炉身圆柱段钢板厚度为85mm；下圆锥段钢板厚度为85mm，炉壳钢板材质为16MnR。炉体支承装置中炉体与托圈的连接支承装置采取下部悬挂拉杆方式，共有5套拉杆，1个保持架。垂直方向3套拉杆，水平方向2套拉杆，拉杆两端设球面轴承。水平拉杆主要承受平行于托圈的载荷，垂直拉杆主要承受垂直于托圈的载荷。这种连接装置不仅能保证连接件间载荷的传递，而且当转炉冶炼时能很好地吸收炉壳、托圈的热膨胀和变形，消除炉壳热膨胀产生的机械应力。因此，能较好地满足对连接装置的性能要求。
2.3.2托圈和耳轴
托圈和耳轴是用来支撑炉体和传递倾动力矩的构件。托圈是转炉的重要承载和传动部件，支撑着炉体全部重力，并传递倾动力矩到炉体。转炉和托圈的全部重力都是通过耳轴经轴承座传递给基础的。倾动机构的扭矩又通过一侧耳轴传递给托圈和炉体。河钢邯钢150t转炉托圈为钢板焊接结构，箱形断面，宽900mm，高2400mm，耳轴用螺栓及销轴固定于托圈耳轴支承块上，托圈及耳轴内通以循环水冷却；托圈制作成整体以保证耳轴同轴度，延长轴承使用寿命，托圈钢材材质16MnR，耳轴材质20MnMoNb。转炉两侧耳轴轴承选定为双列调心圆柱滚子轴承，安装在特定的轴承座内，传动侧为固定端耳轴轴承，非传动侧为浮动端耳轴轴承，可随温度变化，轴向热胀冷缩。轴承座固定在焊接的轴承支座上，轴承支座用锚固件牢固地固定于转炉基础上。
2.4 LF精炼炉设备
LF精炼炉设备采用双处理工位电极旋转式，2工位共用1套电极横臂升降和旋转系统。增加齐头等待技术，引弧前电极自动在钢液面上方等待，三相电极引弧时间偏差小于1s；保护变压器减轻负荷对电网的冲击。增设精炼独立的二级模型系统，减少炉次消耗、提高产品质量达到快节奏生产的良好效果。
2.5 RH真空精炼
RH真空精炼炉采用1套双车三工位的RH装置，既有2个处理工位1个吊槽位、2台真空室运输车装置、2台钢包车、1套真空泵、2套顶吹氧装置、2套插入管喷补装置和加料系统等，包括机、电、仪表成套设备及相关软件编程等。最大脱碳能力C<15mg/L，最大脱氢能力P<2mg/L，最大加热速度>50℃/h。RH真空精炼处理能力约为150万t/年。
2.6 LF干法除尘
LF干法转炉烟气处理工艺是将氧气炼钢过程中产生的烟气加以捕集、冷却、除尘，并将含有CO的煤气送入气柜或用户，LF干法系统包括烟气冷却净化系统与煤气回收系统。干法除尘具有除尘效率高、运行费用低、维护工作量少以及粉尘回收再利用等优点，对环境保护很有效。
3结语
随着社会的发展和工业技术的进步，我国钢铁行业迅猛发展，钢产量自1996年以来一直居世界第一位，炼钢技术及设备上也涌现出了许多新发展，推动了新型工业化的进程，这是中国成为钢铁大國，炼钢技术进入国际先进行列的重要标志。但是我国钢铁生产存在吨钢能耗高、劳动生产率低和设备陈旧等问题影响了生产水平和钢种质量的提高，因此，发展转炉炼钢技术与先进炼钢设备的研究非常重要。
参考文献
[1]张朝发，郝华强，马旭朝，张书欣，韩力阳.小型转炉模型炼钢系统的关键技术与开发应用[J].冶金自动化，2017，41（05）：51-55.
[2]宋作伟.120t炼钢转炉系统更换技术研究[D].青岛理工大学，2015.
[3]王会波.复杂作业环境下转炉炼钢系统改扩建施工技术[J].建筑，2014（18）：65-66+69.
[关键词]转炉炼钢；系统技术；设备的发展
中图分类号：TF713 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）45-0036-01
1转炉炼钢技术的发展
1.1国外转炉炼钢发展史
1856年，英国人贝塞麦发明了底吹酸性空气转炉炼钢法，将空气吹入铁水，使铁水中硅、锰、碳高速氧化，依靠这些元素氧化放出的热量将液体金属加热到能顺利进行浇注所需的温度，从此开创了大规模炼钢的新时代；1879年，英国人西蒙尼·托马斯又发明了碱性低吹空气转炉炼钢法，改用碱性耐火材料作炉衬，西欧各国一直使用此法直到20世纪60年代；1968年，德国马克希米利安钢铁公司与加拿大液化气公司合作，实验成功低吹转炉炼钢的OBM法，这一工艺的出现受到炼钢界的普遍关注；1973年，奥地利人实验转炉顶底复吹氧炼钢后，先后出现了各种类型的复合吹炼法；1975年，法国和卢森堡合作在65t转炉上实验成功顶底复合吹炼转炉炼钢，目前已在世界范围内迅速推广；1977年，日本开发了氧枪回转法；1997年出现了新的炼钢工艺Arcon工艺，是将转炉和直流电弧炉结合起来的新的炼钢方法。
1.2国内转炉炼钢发展史
中国转炉炼钢的出现归功于晚清张之洞创办的湖北汉阳铁厂，继湖北汉阳铁厂后，1916年，鞍钢建设投产；1919年，首钢和宣化铁厂建成；1934年，太钢建成投产；1951年，碱性空气侧吹转炉炼钢法首先在唐山钢厂实验成功，1952年投入工业生产，1964年12月26日，我国第一个氧气顶吹转炉炼钢车间在首钢建成投入生产。20世纪80年代，宝钢从日本引进建成具有70年代末技术水平的300t大型转炉，20世纪90年代，宝钢又建成250t转炉，武钢引进250t转炉，唐钢建成150t转炉，重钢和首钢建成80t转炉。
2河钢邯钢转炉炼钢系统主要设备
转炉炼钢系统主要设备包括：转炉主体设备、供氧设备、原料供应设备、出渣、出钢和浇铸系统设备、烟气净化和回收设备、修炉机械设备和其他辅助设备。
2.1折罐间设备
折罐间主要配置有：140t铁水罐倾翻卷扬机8套、100t铁水罐电动牵引车4台、400t受铁车4台。折罐间共4条进铁线，每条线上布置2套140t铁水罐倾翻卷扬机，每条线一次可进8个铁水罐，并可实现2个铁水罐同时兑铁，最大限度地保证了炉前生产，提高了铁水装准率，为自动炼钢技术奠定了基础。该工艺设备简单，便于操作和维护。目前，该设备替代混铁炉和鱼雷罐车装铁水的直兑工艺。
2.2铁水预处理设备
铁水预处理采用脱硫率较高的机械搅拌法工艺进行铁水预脱硫，配备2套铁水预处理罐脱硫站，每套脱硫站1个搅拌位配1个扒渣位，脱硫效率高，反应快，处理时间短，温降小，可将铁水硫含量降至0.005%以下，脱硫周期时间小于38min，与转炉冶炼周期相匹配，年处理铁水377万t。
2.3 150t转炉设备
2.3.1炉壳
炉壳的作用主要是承受耐火材料、钢液、渣液的全部重量，保持转炉的固定形状，并承受转炉倾动时巨大的扭矩。炉壳在工作时，还要受到加料带来的冲击，承受炉子受热时产生的热应力和炉衬的膨胀应力。为了适应转炉高温作业频繁的特点，要求炉壳必须有足够的强度和刚度，避免因产生裂纹和变形造成炉壳的损坏。河钢邯钢150t转炉炉口采用铸铁埋管式，循环水冷却，效果较好；炉帽钢板厚度为85mm，其外由角钢沿圆周纵向布置，形成冷却通道，实现炉帽水冷；炉身圆柱段钢板厚度为85mm；下圆锥段钢板厚度为85mm，炉壳钢板材质为16MnR。炉体支承装置中炉体与托圈的连接支承装置采取下部悬挂拉杆方式，共有5套拉杆，1个保持架。垂直方向3套拉杆，水平方向2套拉杆，拉杆两端设球面轴承。水平拉杆主要承受平行于托圈的载荷，垂直拉杆主要承受垂直于托圈的载荷。这种连接装置不仅能保证连接件间载荷的传递，而且当转炉冶炼时能很好地吸收炉壳、托圈的热膨胀和变形，消除炉壳热膨胀产生的机械应力。因此，能较好地满足对连接装置的性能要求。
2.3.2托圈和耳轴
托圈和耳轴是用来支撑炉体和传递倾动力矩的构件。托圈是转炉的重要承载和传动部件，支撑着炉体全部重力，并传递倾动力矩到炉体。转炉和托圈的全部重力都是通过耳轴经轴承座传递给基础的。倾动机构的扭矩又通过一侧耳轴传递给托圈和炉体。河钢邯钢150t转炉托圈为钢板焊接结构，箱形断面，宽900mm，高2400mm，耳轴用螺栓及销轴固定于托圈耳轴支承块上，托圈及耳轴内通以循环水冷却；托圈制作成整体以保证耳轴同轴度，延长轴承使用寿命，托圈钢材材质16MnR，耳轴材质20MnMoNb。转炉两侧耳轴轴承选定为双列调心圆柱滚子轴承，安装在特定的轴承座内，传动侧为固定端耳轴轴承，非传动侧为浮动端耳轴轴承，可随温度变化，轴向热胀冷缩。轴承座固定在焊接的轴承支座上，轴承支座用锚固件牢固地固定于转炉基础上。
2.4 LF精炼炉设备
LF精炼炉设备采用双处理工位电极旋转式，2工位共用1套电极横臂升降和旋转系统。增加齐头等待技术，引弧前电极自动在钢液面上方等待，三相电极引弧时间偏差小于1s；保护变压器减轻负荷对电网的冲击。增设精炼独立的二级模型系统，减少炉次消耗、提高产品质量达到快节奏生产的良好效果。
2.5 RH真空精炼
RH真空精炼炉采用1套双车三工位的RH装置，既有2个处理工位1个吊槽位、2台真空室运输车装置、2台钢包车、1套真空泵、2套顶吹氧装置、2套插入管喷补装置和加料系统等，包括机、电、仪表成套设备及相关软件编程等。最大脱碳能力C<15mg/L，最大脱氢能力P<2mg/L，最大加热速度>50℃/h。RH真空精炼处理能力约为150万t/年。
2.6 LF干法除尘
LF干法转炉烟气处理工艺是将氧气炼钢过程中产生的烟气加以捕集、冷却、除尘，并将含有CO的煤气送入气柜或用户，LF干法系统包括烟气冷却净化系统与煤气回收系统。干法除尘具有除尘效率高、运行费用低、维护工作量少以及粉尘回收再利用等优点，对环境保护很有效。
3结语
随着社会的发展和工业技术的进步，我国钢铁行业迅猛发展，钢产量自1996年以来一直居世界第一位，炼钢技术及设备上也涌现出了许多新发展，推动了新型工业化的进程，这是中国成为钢铁大國，炼钢技术进入国际先进行列的重要标志。但是我国钢铁生产存在吨钢能耗高、劳动生产率低和设备陈旧等问题影响了生产水平和钢种质量的提高，因此，发展转炉炼钢技术与先进炼钢设备的研究非常重要。
参考文献
[1]张朝发，郝华强，马旭朝，张书欣，韩力阳.小型转炉模型炼钢系统的关键技术与开发应用[J].冶金自动化，2017，41（05）：51-55.
[2]宋作伟.120t炼钢转炉系统更换技术研究[D].青岛理工大学，2015.
[3]王会波.复杂作业环境下转炉炼钢系统改扩建施工技术[J].建筑，2014（18）：65-66+69.