【正文】 門子得到一項將蓄熱原理用于所有需大量熱能的爐子的專利。 ? 1864年法國人馬丁改造了爐體，又采用了威廉 這種煉鋼法被稱做 “西門子 ─馬丁煉鋼法”。雖然平爐冶煉的時間比較長（一般為 24小時），但熔池很大，一爐便可煉百噸鋼水，產量較高。 ? 2 設備 ? 平爐爐體由上、下兩部分組成。由爐底、前后墻及爐頂?shù)饶突鸩牧掀鲶w所組成，并用鋼結構加固。廢氣進入蓄熱室溫度通常為 15001550℃ ，離開蓄熱室時約500℃ 700℃ ；而空氣及煤氣經蓄熱室加熱后的溫度為 10001300℃ 。 ? 廢鋼礦石法的熔煉過程分為：補爐、裝料、熔化、精煉、脫氧和出鋼。爐料包括散狀料（礦石、石灰、石灰石等）和金屬料（輕、重廢鋼及鐵水或生鐵塊等）。為縮短熔化期，應向平爐供給最大熱量，并采用吹氧強化措施。 ? 4 精煉期 自熔畢到脫氧（爐內脫氧）或出鋼（爐外脫氧），這段時稱為精煉期。電弧爐根據(jù)爐襯性質不同，分為酸性爐和堿性爐，酸性電弧爐因對爐料要求很嚴格，一般只有少數(shù)機械廠采用。 ? 但是，電弧爐也存在一些不足之處，如由于電弧爐的離解作用，使空氣和水蒸氣離解出大量氫和氧，在還原期易被鋼水吸收，因些，電爐鋼若不經特殊處理，其氫、氧含量一般比轉爐鋼高；由于電弧爐是點熱源，爐內溫度分布不均勻，熔池平靜時，各部位的鋼水溫度相差較大，尤其大爐子更為突出。爐體是電爐的最主要裝臵，用來熔化爐料和進行各種冶金反應。兩者都是用較好的合金廢鋼作原料，廢鋼成分與冶煉鋼種的成分基本相近似。為了保證正常冶煉和延長爐襯壽命，每次出鋼后必須進行補爐。實踐中布料為：下部致密、上部疏松、中間高、四周低、爐門口無大料，熔化時最省電。大塊難熔爐料裝在下部，使下部爐料比上部密實，有助于消除“搭橋”現(xiàn)象。可見加速爐料的熔化速度和縮短熔化時間對提高產量、降低電耗具有重要意義。開始通電時，電極下降觸及到爐料，使變壓器二次側發(fā)生短路。 ? 電極回升（熔化中間期） :隨著熔池和渣層的形成，電流趨于平衡，此時的任務是熔化電極周圍的爐料。這個階段用中級電壓、減少輸入功率，可吹氧助熔。 ? 熔化期提前造渣對穩(wěn)定電弧，加速升溫，減少合金元素蒸發(fā)，減少金屬吸氣，尤其是對脫磷有重要意義。 ? 脫碳反應是煉鋼過程極其重要的化學反應。 ? 煉鋼氧化期向鋼液中吹入大量的氧來完成脫磷、脫碳、去夾雜、脫氣等任務，氧化期結束后，殘留在鋼中的氧對鋼質量極為有害。 ? 2 擴散脫氧 又叫間接脫氧，是通過對爐渣進行脫氧，破壞氧在渣鋼間分配的平衡，使鋼中的氧不斷向渣中擴散，達到脫氧的目的。此法充分發(fā)揮了沉淀脫氧反應速度快和擴散脫氧不污染鋼水的優(yōu)點。 ? 為了提高脫硫能力，在渣中加入強堿性氧化物，通常用石灰。但是，近年來，中國鋼鐵工業(yè)出現(xiàn)了盲目投資、低水平擴張的現(xiàn)象，造成生產能力過剩，鐵礦資源不足，布局不合理，結構性矛盾突出等問題。主要內容如下： ? 一、加強規(guī)劃引導 及時調整戰(zhàn)略布局，引導產業(yè)結構的調整和提升。如加強對國內鋼鐵工業(yè)發(fā)展形勢的研究和分析，建立和完善市場信息發(fā)布制度，及時發(fā)布鋼鐵產品、鐵礦石、焦煤等重要原燃料市場供需狀況、生產能力及價格變化等方面的信息，引導地方和企業(yè)的投資方向。 (三 )新建鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，噸鋼綜合能耗低于 ，噸鋼耗新水低于 6噸，符合清潔生產要求，污染物排放指標達到環(huán)保標準要求。對達不到排放標準或超過排污總量指標的鋼鐵生產企業(yè)實行限期治理，在限期治理期間，按照達標排放和環(huán)境保護行政主管下達的污染物排放總量控制的要求限產限排，限期治理不合格的要給予停產處理。 為抑制盲目投資和增加投資者對其投資行為承擔必要的風險，國務院己決定從 2023年 4月 25日起，對鋼鐵行業(yè)固定資產投資項目資本金比例，由 25％及以上提高到 40％以及以上。 ? 七、調整工業(yè)結構 在工業(yè)布局結構方面，將支持沿海、沿江，資源、能源、水運條件好的區(qū)域內現(xiàn)有大型鋼鐵企業(yè)的發(fā)展，促進生產能力向這些地區(qū)轉移。國家將支持條件較好的大型企業(yè)發(fā)展這些國內短缺的產品，以提高國內市場的自給率。加大科技進步的力度，抓住振興機械制造業(yè)的有利時機，促進特鋼產業(yè)的發(fā)展。也歡迎國際友人投資參與中國鋼鐵業(yè)的技術改造、合作辦廠、共同開發(fā)新品種新技術等多種形式的合作。 十、加強國際合作 在世界貿易組織的總框架下，積極融入經濟全球化的進程中，本著互惠互利的原則，堅持兩個市場、兩種資源的方針，廣泛開展國際間的合作交流。在中國已經形成的國內市場國際化的環(huán)境下，我們的鋼鐵企業(yè)應借鑒這些好的做法，抓住機遇，加強合作，實現(xiàn)鋼鐵工業(yè)的戰(zhàn)略性結構調整。 在產品結構調整方面，重點支持板材類產品的發(fā)展。跟蹤開發(fā)國際冶金前沿技術提高技術創(chuàng)新能力，采用世界先進技術提高我國鋼鐵工業(yè)裝備水平。 ? 四、加強土地管理 新建、擴建 (改建 )鋼鐵企業(yè)用地必須符合土地利用總體規(guī)劃，納入土地利用年度計劃，用地規(guī)模必須符合國家頒布的《工程項目建設用地指標》的規(guī)定；涉及占用農用地和征用農民集體土地的，必須嚴格按照法定程序和權限，履行農用地轉用和土地征用審批手續(xù)。 ? 三、強化環(huán)境執(zhí)法 加強對現(xiàn)有鋼鐵生產企業(yè)執(zhí)行環(huán)保標準情況的監(jiān)督檢查。鋼鐵投資建設項目的最低條件暫定為： (一 )燒結機使用面積達到 180平米以上、焦爐炭化室高度達到 ，高爐容積達到 1000立米及以上、轉爐容積達到 100噸及以上、電爐達到 60噸及以上。如鼓勵增加板管等高附加值短缺鋼材的供給能力，限制發(fā)展能力已經過剩、質量低劣、污染嚴重的長線等品種，降低資源消耗，實現(xiàn)清潔化生產。提高鋼鐵工業(yè)的整體競爭力。 三 鋼鐵行業(yè)的產業(yè)政策 ? 鋼鐵工業(yè)是國民經濟的重要基礎產業(yè)。 ? 脫硫：還原期脫硫和脫氧過程是同時進行的。這種方法避免了沉淀脫氧法鋼中殘留大量脫氧產物的缺點，但其脫氧速度慢。 ? 1 沉淀脫氧 又叫直接脫氧，是直接向鋼水中加入脫氧劑（如 FeSi、 FeMn、 Al等）與氧化合，生成不溶于鋼的穩(wěn)定氧化物，由于生成物密度比鋼液小而上浮進入爐渣，以達到脫氧的目的。 ? [FeO] ＋ [C] →[Fe ] ＋ CO ? （ 5）還原期 ? 還原期也叫精煉期，通常是指氧化末期扒渣完畢到出鋼這段時間。 ? 脫磷是氧化期主要任務，爐渣的氧化性、堿度、渣量及渣的流動性是脫磷效果的重要條件。元素的蒸發(fā)因電弧的點熱源，溫度可高達 60007000℃ ，超過了爐料中大部分元素的沸點，使電弧區(qū)內的元素產生蒸發(fā)例如鐵元素在此期間蒸發(fā)損失約為 2%3%。這個階段應用長電弧操作。 ? “穿井” :即隨著電極下面爐料的熔化，電極不斷下移，逐漸在爐料中間三個電極下面形成三個洞，即“穿”了三個井。圖 214為爐料熔化過程示意圖。 ? （ 3）熔化期 ? 電爐煉鋼的熔化期是指從通電開始到爐料熔清這段時間，約占全爐冶煉時間的一半左右，占電能消耗的 60%70%。這樣，熔化初期電極就能很快地“穿井”，以減少弧光對爐蓋的輻射。 ? （ 2）裝料 ? 裝料對熔化時間、合金元素燒損和爐襯壽命有很大影響。 ? 這里介紹一下堿性電弧爐氧化法的熔煉工藝： ? 氧化法可分為補爐、裝料、熔化期、氧化期、還原期、出鋼六個階段。 圖 213 電弧爐示意圖 1傾爐用液壓缸； 2傾爐搖架； 3爐門； 4熔池； 5爐蓋； 6電極； 7電極夾持器（連接電極升降裝臵）； 8爐體； 9電弧； 10出鋼槽 ? 3 主要工藝流程 ? 堿性電弧爐的工藝操作可分為兩種：氧化法和不氧化法。電弧爐的基本結構如圖所示。 ? 電弧爐煉鋼是以電能作為熱源，靠電極與爐料間放電產生電弧，用電弧的熱量來熔化爐料并進行必要的精煉，冶煉出所需鋼和合金的煉鋼方法。 20世紀初赫勞特等發(fā)明了電弧爐煉鋼，作為熔煉特殊鋼和高合金鋼的方法，并獲得穩(wěn)步的發(fā)展。當爐料全部熔清后，取樣分析，以確定精煉期操作。若裝生鐵塊，則加在最上層；若裝鐵水，剛需待冷料裝完并加熱到表面開始熔化時，再將鐵水兌入。常用的補爐材料有鎂粉、熟白云石、氧化鐵皮等。 圖 212 增爐蓄熱原理示意圖 ? 3 工藝 ? 廢鋼礦石法是應用最廣泛的平爐煉鋼操作方法。高溫廢氣通過蓄熱室，將其大部分熱量傳給格子磚；換向后，格子磚又將熱量傳給通入的冷空氣或煤氣，使其升溫。上下兩部分由上升道連接。５０年代初期氧氣頂吹轉爐投入生產，從６０年代起平爐逐漸失去其主力地位。這種煉鋼法也稱為 “平爐煉鋼法”。 1868年威廉 將此法用于煉鋼，是在爐的兩端建有放臵 “磚格”的蓄熱室，磚格先由煉鋼爐排出的熱氣加熱，然后把要進爐的空氣預熱。 ? 通常將相鄰兩爐之間的間隔時間（從裝入鋼料至倒渣完畢）稱為冶煉周期，一般為 2040分鐘。根據(jù)分析結果，決定出鋼或補吹時間。此時應適當提高槍位，并可分批加入鐵礦石和第二批渣料，以提高渣中氧化鐵含量，并調整爐渣。 ? 當氧流與熔池面接觸時，產生 C、 Si、 Mn、 P的氧化，稱為點火。每爐裝入鐵水和廢鋼的數(shù)量稱為裝入量，氧氣頂吹轉爐不用外來熱源，是依靠鐵水物理熱和鐵水中雜質元素氧化反應生成熱來提供熱量的。在吹氧的全部時間內，熔池中始終進行著強烈的元素氧化反應，只是在吹氧結束后的為時很短的脫氧和合金化時間內，熔池中的反應才主要是還原反應。當外層管承受爐內外顯著的溫差變化而產生膨脹和收縮時，內層管上的壓緊密封裝臵允許內層管在其中自由豎直伸縮移動。 ? 槍尾與進水管、出水管和進氧管相連，槍尾的另一端與槍身的三層套管連接，槍尾還有與升降小車固定的裝卡結構，在它的端部有更換氧槍時吊掛用的吊環(huán)。 ? （ 2）供氧系統(tǒng)設備 ? 煉鋼時用氧量極大，要求供氧及時、氧壓穩(wěn)定、安全可靠。托圈與耳軸連成整體，轉爐則坐落在托圈上。因此，要求爐殼材質有良好的焊接性能和抗蠕變性能。 ? 2 設備 ? （ 1）轉爐主體設備 ? 轉爐主體設備是實現(xiàn)煉鋼工藝的主要設備，它由爐體、爐體支撐裝臵和爐體傾動機構等組成，見圖 28。氧氣頂吹轉爐煉鋼法反應速度快，生產率高，不需要燃料 ,熱效率高，成為冶金史上發(fā)展最迅速的新技術，并逐漸取代平爐成為煉鋼方法的主流。這樣便使整個反應在堿性高溫條件下進行，被氧化的磷與石灰結合起來，殘留于渣內而不返回鋼內，脫磷問題因此得以解決。 轉爐煉鋼 ? 1 概述 ? 貝塞麥于１８５６年發(fā)明了梨形可動式轉爐，將熔化的生鐵放入轉爐內，吹進高壓空氣，使生鐵中所含的硅、錳、碳、磷燃