現代鋼鐵企業冶金設備概述

趙楠

摘 要：隨著我國經濟的迅速發展，工業化程度也在不斷加深。除了要推動鋼鐵企業管理，還要不斷推進鋼鐵企業的冶金設備現代化。想要從根本上推進設備的現代化就要從國情出發，將我國在這些年中總結的經驗與外國的先進經驗結合起來，向著現代化管理的目標推進。本文全面介紹了現代鋼鐵企業的冶金設備，并對當前我國鋼鐵企業中的煉鐵設備與煉鋼設備進行合理化的分析，從而有效促進鋼鐵行業的持續發展。

關鍵詞：冶金設備；煉鋼設備；煉鐵設備；連鑄設備

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.05.207

高爐作為生產生鐵的最主要設備，由于高爐的生產效率很高，技術也趨向于成熟，設備趨于大型化，使用時間也相對較長，所以得到鋼鐵企業的青睞。如果沒有現代化的高爐，就不會有現代化的鋼鐵工業。隨著氧氣頂吹轉爐煉鋼的工業發展，我國的鋼產量一直在逐年上升，煉鋼設備也保持著自動化與高速化的發展。近年來，隨著煉鋼技術的進步，耐火材料的質量也在不斷改善，用鋼水直接澆鑄薄板已經逐步向工業化的生產過渡[1]。由于薄板坯的尺寸與形狀已經接近成品鋼材，導致鋼鐵廠的生產工藝與設備產生了巨大的變化。

1 當前煉鋼的主要設備

我國煉鋼生產主要設備的方式十分多樣化，單是氧氣爐就分為“頂底”、“頂吹”、“底吹”等多種方式，而且每一種冶煉設備都具有自己的特點：

（1）“氧氣頂吹”這種轉爐的煉鋼設備是將高壓氣體從氧氣槍中噴出，再從轉爐的頂部插入爐中，以至于距離金屬的液面達到適當的高度之后再冶煉，鐵水便吹煉為鋼。從當前的生產實踐中總結出的結論為：“氧氣頂吹”煉鋼設備的生產效率很高，而且投資較少，成本也相對較低。

（2）“氧氣底吹”的煉鋼設備與支撐系統的結構相似，但是“氧氣底吹”這種設備可以拆卸粉狀的噴嘴，耳軸也是空心的。冷卻的介質和粉狀溶劑可以通過轉爐的空心耳軸直達爐底，將熱量分配給每一個噴嘴[2]。現代的鋼鐵企業中底座和爐底在高溫之下非常容易被侵蝕，所以想要提高噴嘴和爐子的使用年限，套管的工具就要使用雙層的中心管。中心管是以銅制作，外觀用普通的碳素鋼，內外管之間加入冷卻的介質。氣體與液體之間需要使用冷卻的介質，當冷卻介質吹入時，噴嘴管的碳氫化合物分解產生大量的熱量，有效保護爐底和噴嘴。

（3）“頂底復合吹”這種轉爐的煉鋼設備是1978年從日本引入的，當時日本想要提高國家鋼產量和鋼鐵質量，所以發明了這項新技術，世界各國因為其技術高超爭相采用，在頂吹氧氣轉爐的底部吹入輔助的攪拌氣體，讓頂吹方式和底吹方式進行相互融合，提高了頂吹熔化能力，克服了底吹不易去磷的問題，能夠合理地控制爐子的溫度，大大提高了金屬的收得率。

2 當前煉鐵的主要設備

在很多冶煉鋼鐵的企業當中，煉鐵可以說是生產中非常重要的環節，煉鐵是為煉鋼廠提供原料的基礎，同時也為機械制造提供生鐵作為原料。此外，煉鐵還為生產部門提供必要的煤氣，它是保證高爐生產的必要條件，也是保證整個鋼鐵企業生產保持預定計劃的基礎條件之一。煉鐵所需要的工具主體也是高爐，由高爐的基礎、爐殼等框架組成，內部也有很多形狀，爐缸部分為風口、渣口和鐵口。這種爐型符合當前冶煉工藝的基本需求，爐料將會在重力作用之下從爐體滑下，與此同時，上升的煤氣可以和氣流充分接觸，經過物理反應和化學反應之后體積不斷膨脹，煤氣上升時候的溫度下降，體積不斷縮小，二者相適應后爐料繼續下降，熔化之后的體積變小，下部的橫斷面不斷收縮。在高爐運行的過程中，鐵礦石以及燃料因為爐頂的溫度很高，熱風會從高爐下部的風口進入爐內。熱風中的氧氣和高爐內的燃料發生反應之后，產生大量的煤氣和熱量，爐料的加熱進行充分還原。從鐵口放出鐵水后，鐵礦石中的石頭與熔劑相結合在渣口排出。現代的高爐在冶煉過程中除了需要輸送原料之外，還需要進行產品處理與熱風輸送系統等步驟。

3 當前連續鑄鋼生產的設備

當前的鋼錠澆注工藝脫離了傳統的鑄鋼工藝，高溫的鋼水不再是澆鑄在鋼錠的模子中，而是連續不斷地澆鑄于結晶的容器之內，凝固成一定的坯殼再從連續不斷的結晶容器中被拉出，形成鋼水連鑄以及鋼坯鋼接的過程[3]。當前的工業生產連鑄為弧形、橢圓形等多種形式。

連鑄機是立式裝置中最早的型式，整套設備在一條垂線之上。因為鑄坯是從上到下的運動，所以高度很高，建設的投資也特別大，并不適宜項目的改造，近年來很多企業均不會采用。立彎式的裝置是在連鑄機形式之上發展起來的新型結構型式，上半部分與立式型式相同，但是下半部分通過鑄坯的不同模式將垂直變為弧形，在水平切面進行切斷和出坯。這種形式的鑄機高度雖然有所下降，但是高度仍然比較高，設備中缺少翻鋼的程序，導致鋼鐵質量止步不前。

弧形連鑄機作為60年代中期興起的新型結構，也是當前用途最為廣泛的設備。主要分為直線的弧形與純弧形兩種型式，單純的弧形高度相對較低。連鑄機的工作原理是將鑄坯彎成弧形，再通過其他方式將其變直。其主要優點就是不會在進行第二次冷卻的前提之下，降低了鑄機的相對高度。鑄坯沿著水平方向進行切割，設備不但變得更加輕快，在相對比較傳統的廠房內仍然可以安裝使用。

橢圓形的連鑄機除了擁有弧形連鑄機的優點，鑄機的高度卻相對較低，所以也叫做低矮型的連鑄機，主要在軌面比較低的情況之下使用。因為連鑄機本身的壓力較低，所以設備的設計和制造一定要化繁為簡，將費用降到最低。低矮型連鑄機的缺點就是夾棍的半徑比較小，鋼水內的雜物不容易被上浮和聚集，對鋼水潔凈度的要求更加嚴格。伴隨著我國工業化的迅速發展，冶煉行業也在不斷發展，冶金設備無論是機械自動化的技術含量，還是設計人員的設計模式都有了突飛猛進的增長。作為冶金行業的工作人員，一定要不斷學習冶煉知識并且進行科技創新，只有這樣才能夠跟上行業發展的步伐。

4 結束語

當前我國鋼鐵企業的冶金設備正在不斷得進行革新，冶金設備提升的同時，鋼鐵質量也將有質的飛躍，鋼鐵結構在不同的領域也會有廣泛的發展前景。面對當前的壓力和未來的挑戰，我們一定要不斷深入地研究鋼鐵冶金設備，將傳統工藝與先進技術相結合，在企業的實踐中解決各類問題，完善鋼鐵結構的安裝與施工技術。

參考文獻：

[1]張馳光.現代鋼鐵企業冶金設備概述[J].價值工程，2013，2，30

（13）：73

[2]王小明.企業信息[J].冶金信息導刊，2016，5（01）：89-91.