LD法

轉爐構造主要包括爐殼、託圈、耳軸及傾動機構，如圖《氧氣頂吹轉爐構造》所示：

1、爐殼。爐殼由錐形爐帽、圓筒形爐身及球形爐底三部分組成。各部分由鋼板成形後再焊接成整體。為防止爐帽變形，設有水冷爐口。

2、託圈。託圈與爐殼相連，主要作用是支撐爐體，傳遞傾動力矩。大、中型轉爐託圈一般用鋼板焊成箱式結構，可通水冷卻。託圈與耳軸連成整體。

3、耳軸。轉爐工藝要求爐體應能正反旋轉360°，在不同操作期間，爐子要處於不同的傾動角度。為此，轉爐有兩根旋轉耳軸，一側耳軸與傾動機構相連而帶動爐子旋轉。為通水冷卻託圈、爐帽及耳軸本身，將耳軸製成空心的。耳軸和託圈用法蘭、螺栓或焊接等方式連接成整體。

4、傾動機構。傾動機構由電動機和減速裝置組成。其作用是傾動爐體，以滿足兑鐵水、加廢鋼、取樣、出鋼和倒渣等操作的要求。該機構應能使轉爐爐體正反旋轉360°，並能在啓動、旋轉和制動時保持平穩，能準確地停在要求的位置上，要安全可靠。 ^[1] 

由於氧氣頂吹轉爐吹氧時間短和爐子容量的大型化，使頂吹轉爐車間具有以下特點：

1、吹煉時間短、生產率高，因此每晝夜出鋼爐數多，兑鐵、加料、倒渣、出鋼、澆注等操作頻繁，原材料、鋼水、爐渣等的吞吐量大。

2、運輸複雜，數量大。其數量相當於鋼產量的3~5倍，而且批量小、批次多、運輸品種多。因此，各種物流不得不盡量避免交叉而設置專業化線路，並採用多層平面運輸。

3、温度高、煙塵大，需配置高效能的通風除塵設備。

4、因吹煉速度快，要求有準確、可靠的計量通訊設備。

為了保證轉爐正常地進行連續生產，各種原材料的供應以及鋼水、爐渣的處理必須有足夠的設備，而且工作要安全可靠。這些設備的佈置和車間內各物料的運輸流程必須合理。同時，車間內轉爐的座數也不宜過多，以避免各種設備在操作時互相干擾。世界上大多數轉爐車間均採用以下2種佈置方案；2座轉爐經常保持1座吹煉（簡稱“二吹一”）；3座轉爐經常保持2座吹煉（簡稱“三吹二”）。車間廠房佈置多為多跨間，主要有：

（1）原料跨。主要是組織鐵水和廢鋼的供應、爐渣和垃圾的運出。

（2）轉爐跨。主要是佈置轉爐及其傾動機構。同時，在轉爐作業平台上方設多層工作平台，安裝輔助材料的供應設施、氧氣系統和部分或者全部煙氣處理設備。

（3）澆注跨。將鋼水通過連鑄機或鋼錠模鑄錠，澆注成鋼坯或鋼錠。

頂吹轉爐冶煉操作分單渣法、雙渣法和留渣法。多用鐵水預處理（鐵水兑入轉爐前的脱硅、脱磷、脱硫等操作）與單渣法相配合。

單渣法就是在吹煉過程中只造一次渣，中途不扒渣、不放渣，直到終點出鋼。單渣法的優點是操作簡單，易於實現自動控制，熔鍊時間短和金屬收得率高。其缺點是脱磷、脱硫能力較差，所以適用於吹煉磷、硫、硅含量較低的鐵水或對磷、硫含量要求不高的鋼種。

通常將冶煉相鄰兩爐鋼之間的間隔時間（從裝入鋼鐵料至倒渣完畢）稱為一個冶煉週期。一個冶煉週期一般為20~40min。單渣法冶煉週期由裝料、吹煉和出鋼三個階段組成。

1、裝料期

先將上一爐的爐渣倒淨，檢查爐體，進行必要的補爐和堵好出鋼口，然後開始裝料，一般先裝入廢鋼，之後再兑入鐵水。

2、吹煉期

搖正爐體，下降氧槍並同時加入第一批渣料（石灰、螢石、氧化鐵皮、鐵礦石），其量為總渣量的2/3~1/2。當氧槍降至開氧點時，氧氣閥自動打開，調至規定氧壓，開始吹煉。

根據吹煉期金屬液成分、爐渣成分和熔池温度的變化規律，吹煉期又可大致分為吹煉前期、吹煉中期和吹煉後期。

（1）吹煉前期：也稱為硅、錳氧化期或造渣期，此期大約在開吹後的4~5min內。本期主要是硅、錳、磷的氧化，初渣的形成並乳化起泡。開吹後3min左右，硅、錳就氧化到很低含量，繼續吹氧則不再氧化，而錳在後期稍有回升的趨勢。

本期脱磷速度最快，約每分鐘脱磷質量分數w(P)為0.007%~0.021%，但脱硫較少。由於熔池平均温度通常較低（<1500℃），且硅、錳含量還較高，所以脱碳速度是逐漸增加的。

（2）吹煉中期：也稱為碳氧化期。大約在碳的質量分數達到3.0%~3.5%時進入吹煉中期，此時脱碳反應劇烈，碳焰長而白亮（因CO氣體自爐口噴出時與周圍空氣相遇而發生氧化燃燒）。這時應供氧充足，並分批加入鐵礦石和第二批造渣材料，防止爐渣“返幹”（即爐渣中FeO含量過低，有一部分高熔點微粒析出而使爐渣變黏稠）而引起嚴重的金屬噴濺。

本期脱碳速度最快，一般每分鐘脱碳質量分數w(C)為0.1%~0.4%。本期也是脱硫的最好時期。若爐渣流動性好，沒有“返幹”現象，仍能每分鐘去磷0.002%~0.01%。

（3）吹煉後期：也稱拉碳期。當碳的質量分數小於0.3%~0.7%時，進入吹煉後期。本期鋼液含碳量已大大降低，脱碳速度明顯減弱，火焰短而透明。若爐渣鹼度高，流動性又好，仍然能去除磷和硫。

吹煉後期的任務，是根據火焰狀況、吹氧數量和吹煉時間等因素，按所鍊鋼號的成分和温度要求確定吹煉終點。當碳含量符合所鍊鋼種的要求時即可提槍停止吹煉，即“拉碳”。

3、出鋼期

出鋼時倒下爐子，先向爐內加入部分錳鐵，然後打開出鋼口並進行擋渣出鋼（以避免回磷和回硫），將鋼水放入鋼水包。出鋼期間進行鋼液的脱氧和合金化，一般在鋼水流出總量的1/4時開始向鋼液中加入鐵合金。至流出總量的3/4以前全部加完。根據是鎮靜鋼或是沸騰鋼以及當時鋼水的沸騰情況，向鋼包內加入適量的錳鐵或硅鐵，並用鋁（錠）使鋼液最後脱氧。鋼水放完，運走鋼水包後，將爐渣倒入渣罐中。至此為一爐鋼的冶煉操作過程，即一個冶金週期。

氧氣頂吹轉爐鍊鋼的優點如下：

1、冶煉週期短，生產效率高。氧氣頂吹轉爐鍊鋼的冶煉週期短，約為30min，其中純氧吹煉時間僅為20min左右。一座經常吹煉的氧氣頂吹轉爐，其每公稱噸位的年生產能力可達1.1萬~1.5萬t。

2、產品品種多，質量好。氧氣頂吹轉爐能熔鍊平爐冶煉的全部鋼種和電爐熔鍊的部分鋼種。氧氣頂吹轉爐鋼中氣體和非金屬夾雜物的含量低，其深衝性能、延展性和焊接性能好，適宜軋製板帶鋼、鋼管和線材，並適宜拉絲，而這類鋼材往往佔鋼材總量的50%~60%或更多。

3、熱效率高且不需要外部熱源。其熱源是鐵水物理熱和吹煉過程中反應放熱，此部分熱量還有富餘。

4、產品成本低。氧氣頂吹轉爐由於不需要外部熱源且熱效率較高，故其成本較低。

5、對原料的適應性強。氧氣頂吹轉爐能吹煉低、中、高磷鐵水，還能吹煉含釩、鈦等特殊成分的鐵水。

6、基建投資少，建設速度快。氧氣頂吹轉爐車間設備比較簡單，佔地面積和需要的重型設備數量比平爐車間少，因而基建投資比相同生產能力的平爐車間低30%~40%，而且生產規模越大，基建投資就越少。

7、有利於開展綜合利用和實現自動化。氧氣頂吹轉爐的爐氣和爐塵可回收並加以綜合利用。由於其機械化程度高，也有利於實現操作控制自動化。 ^[2]