现代钢铁企业冶金设备概述

赵楠

摘 要：随着我国经济的迅速发展，工业化程度也在不断加深。除了要推动钢铁企业管理，还要不断推进钢铁企业的冶金设备现代化。想要从根本上推进设备的现代化就要从国情出发，将我国在这些年中总结的经验与外国的先进经验结合起来，向着现代化管理的目标推进。本文全面介绍了现代钢铁企业的冶金设备，并对当前我国钢铁企业中的炼铁设备与炼钢设备进行合理化的分析，从而有效促进钢铁行业的持续发展。

关键词：冶金设备；炼钢设备；炼铁设备；连铸设备

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

高炉作为生产生铁的最主要设备，由于高炉的生产效率很高，技术也趋向于成熟，设备趋于大型化，使用时间也相对较长，所以得到钢铁企业的青睐。如果没有现代化的高炉，就不会有现代化的钢铁工业。随着氧气顶吹转炉炼钢的工业发展，我国的钢产量一直在逐年上升，炼钢设备也保持着自动化与高速化的发展。近年来，随着炼钢技术的进步，耐火材料的质量也在不断改善，用钢水直接浇铸薄板已经逐步向工业化的生产过渡[1]。由于薄板坯的尺寸与形状已经接近成品钢材，导致钢铁厂的生产工艺与设备产生了巨大的变化。

1 当前炼钢的主要设备

我国炼钢生产主要设备的方式十分多样化，单是氧气炉就分为“顶底”、“顶吹”、“底吹”等多种方式，而且每一种冶炼设备都具有自己的特点：

（1）“氧气顶吹”这种转炉的炼钢设备是将高压气体从氧气枪中喷出，再从转炉的顶部插入炉中，以至于距离金属的液面达到适当的高度之后再冶炼，铁水便吹炼为钢。从当前的生产实践中总结出的结论为：“氧气顶吹”炼钢设备的生产效率很高，而且投资较少，成本也相对较低。

（2）“氧气底吹”的炼钢设备与支撑系统的结构相似，但是“氧气底吹”这种设备可以拆卸粉状的喷嘴，耳轴也是空心的。冷却的介质和粉状溶剂可以通过转炉的空心耳轴直达炉底，将热量分配给每一个喷嘴[2]。现代的钢铁企业中底座和炉底在高温之下非常容易被侵蚀，所以想要提高喷嘴和炉子的使用年限，套管的工具就要使用双层的中心管。中心管是以铜制作，外观用普通的碳素钢，内外管之间加入冷却的介质。气体与液体之间需要使用冷却的介质，当冷却介质吹入时，喷嘴管的碳氢化合物分解产生大量的热量，有效保护炉底和喷嘴。

（3）“顶底复合吹”这种转炉的炼钢设备是1978年从日本引入的，当时日本想要提高国家钢产量和钢铁质量，所以发明了这项新技术，世界各国因为其技术高超争相采用，在顶吹氧气转炉的底部吹入辅助的搅拌气体，让顶吹方式和底吹方式进行相互融合，提高了顶吹熔化能力，克服了底吹不易去磷的问题，能够合理地控制炉子的温度，大大提高了金属的收得率。

2 当前炼铁的主要设备

在很多冶炼钢铁的企业当中，炼铁可以说是生产中非常重要的环节，炼铁是为炼钢厂提供原料的基础，同时也为机械制造提供生铁作为原料。此外，炼铁还为生产部门提供必要的煤气，它是保证高炉生产的必要条件，也是保证整个钢铁企业生产保持预定计划的基础条件之一。炼铁所需要的工具主体也是高炉，由高炉的基础、炉壳等框架组成，内部也有很多形状，炉缸部分为风口、渣口和铁口。这种炉型符合当前冶炼工艺的基本需求，炉料将会在重力作用之下从炉体滑下，与此同时，上升的煤气可以和气流充分接触，经过物理反应和化学反应之后体积不断膨胀，煤气上升时候的温度下降，体积不断缩小，二者相适应后炉料继续下降，熔化之后的体积变小，下部的横断面不断收缩。在高炉运行的过程中，铁矿石以及燃料因为炉顶的温度很高，热风会从高炉下部的风口进入炉内。热风中的氧气和高炉内的燃料发生反应之后，产生大量的煤气和热量，炉料的加热进行充分还原。从铁口放出铁水后，铁矿石中的石头与熔剂相结合在渣口排出。现代的高炉在冶炼过程中除了需要输送原料之外，还需要进行产品处理与热风输送系统等步骤。

3 当前连续铸钢生产的设备

当前的钢锭浇注工艺脱离了传统的铸钢工艺，高温的钢水不再是浇铸在钢锭的模子中，而是连续不断地浇铸于结晶的容器之内，凝固成一定的坯壳再从连续不断的结晶容器中被拉出，形成钢水连铸以及钢坯钢接的过程[3]。当前的工业生产连铸为弧形、椭圆形等多种形式。

连铸机是立式装置中最早的型式，整套设备在一条垂线之上。因为铸坯是从上到下的运动，所以高度很高，建设的投资也特别大，并不适宜项目的改造，近年来很多企业均不会采用。立弯式的装置是在连铸机形式之上发展起来的新型结构型式，上半部分与立式型式相同，但是下半部分通过铸坯的不同模式将垂直变为弧形，在水平切面进行切断和出坯。这种形式的铸机高度虽然有所下降，但是高度仍然比较高，设备中缺少翻钢的程序，导致钢铁质量止步不前。

弧形连铸机作为60年代中期兴起的新型结构，也是当前用途最为廣泛的设备。主要分为直线的弧形与纯弧形两种型式，单纯的弧形高度相对较低。连铸机的工作原理是将铸坯弯成弧形，再通过其他方式将其变直。其主要优点就是不会在进行第二次冷却的前提之下，降低了铸机的相对高度。铸坯沿着水平方向进行切割，设备不但变得更加轻快，在相对比较传统的厂房内仍然可以安装使用。

椭圆形的连铸机除了拥有弧形连铸机的优点，铸机的高度却相对较低，所以也叫做低矮型的连铸机，主要在轨面比较低的情况之下使用。因为连铸机本身的压力较低，所以设备的设计和制造一定要化繁为简，将费用降到最低。低矮型连铸机的缺点就是夹棍的半径比较小，钢水内的杂物不容易被上浮和聚集，对钢水洁净度的要求更加严格。伴随着我国工业化的迅速发展，冶炼行业也在不断发展，冶金设备无论是机械自动化的技术含量，还是设计人员的设计模式都有了突飞猛进的增长。作为冶金行业的工作人员，一定要不断学习冶炼知识并且进行科技创新，只有这样才能够跟上行业发展的步伐。

4 结束语

当前我国钢铁企业的冶金设备正在不断得进行革新，冶金设备提升的同时，钢铁质量也将有质的飞跃，钢铁结构在不同的领域也会有广泛的发展前景。面对当前的压力和未来的挑战，我们一定要不断深入地研究钢铁冶金设备，将传统工艺与先进技术相结合，在企业的实践中解决各类问题，完善钢铁结构的安装与施工技术。

参考文献：

[1]张驰光.现代钢铁企业冶金设备概述[J].价值工程，2013，2，30

（13）：73

[2]王小明.企业信息[J].冶金信息导刊，2016，5（01）：89-91.