沈文荣：造就中国最大民营钢企的钢铁沙皇46年出生于苏南一个普通农民家庭，68年中专毕业后进入沙洲县锦丰轧花厂当钳工武汉优质转炉活动烟罩厂家。由于在厂各方面表现突出，很快成为老厂长张耀生的培养对象和左膀右臂。1975年扎花厂组织筹轧钢厂投产，这就是后来的沙钢原身，10年后沈文荣成为这家轧钢厂的厂长武汉优质转炉活动烟罩厂家，正式踏上钢铁创业之路。历经40多年的拼搏，沙钢从默默无闻的县级小企业发展成为中国最大的民营钢企。那个每天站在厂门口，跟每个进厂工人打招呼的朴素的身影也成为了中国钢铁沙皇。

钢水包结构特点：结构形式有塞杆式及滑动水口式，龙门架配有脱勾式及轴承式两种，其中塞杆式钢包的升降机构中置有滑杆间隙消除机构，以保证多次使用后，塞杆中心与水口中心的一致性。使用维护1、按图中参考尺寸砌耐火砖，砖缝用耐火泥嵌封。2、使用前应仔细检查各联结部位是否牢固，各受力部位有无裂纹及松动现象，传动部位是否灵活可靠，在明确浇包没有任何损伤后，严格按操作规程使用。3、塞杆式钢水包应调节煞铁螺栓，进行对中调试。滑动水口式钢水包应调节水口螺栓，使两滑动面接触良好。4、脱钩式龙门架应在起吊时检查两吊勾是否处于工作状态。5、承接钢水起吊前，应将大卡板锁定，使用时应注意各部分是否处于正常状态，如发现异常情况应立即停机检修。6、各传动机构、滑动部位应保证润滑良好，经常注油润滑。7、浇包大修期 2 年，其工作时间不超过 5500 小时，同进在大修期内应该常检查各机件的磨损情况。

钢、铁一般都采用高温冶金方法冶炼。钢铁冶炼机械包括炼铁的高炉及其配套机械、炼钢的平炉和转炉、电弧炉、炉外精炼设备、铸锭设备以及冶金车辆等。高炉及其配套机械 将铁矿石或人造富矿连续炼成生铁的鼓风竖炉称为高炉。它的外形像一个坚式的圆筒，由耐火材料及金属壳体组成,为高炉及其配套机械的布置。原料从贮矿槽经称量后由高炉机械的料斗或带式输送机送到炉顶，分批均匀地置入炉内。经热风炉预热的空气由风口鼓入炉内，使燃料燃烧加热炉料并使之分解和还原，从而得到生铁。铁水从出铁口放出，经铁水沟和流嘴进入铁水罐中，运往钢厂或由铸铁机铸成铁块。从炉顶导出的煤气，经煤气净化系统处理后可作为燃料。为强化冶炼，除采用外燃式热风炉提高风温、加大风量或采用综合鼓风（包括喷吹燃料、富氧鼓风和脱湿鼓风）外，提高炉顶压力也能增加产量和降低焦碳消耗。新建的高炉广泛采用钟阀密封式或无料钟式高压炉顶。采用无料钟式高压炉顶后，炉顶高度和重量均可相应降低一半左右。高炉容积也达5500米3左右（日产生铁1万余吨）。高炉生产的大型化、连续化,要求有较高的机械化和自动化程度,须采用开、堵出铁口机和换风口机等配套高炉机械。炼钢平炉按结构形式可分为倾动式和固定式两种。倾动式平炉因熔炼室可前后倾动，具有操作灵活和分罐出钢的特点，但结构较复杂，故一般均采用固定式平炉。固定式平炉的特点与倾动式平炉相反。平炉熔炼范围一般为100～650吨。20世纪70年代开始采用埋入式氧枪，加大供氧强度，缩短了冶炼时间.炼钢转炉鼓入空气或工业纯氧，使氧气与液态铁水中的碳、硅、锰等元素氧化，以调整钢水的化学成分，并利用氧化时产生的热量来炼钢的设备。鼓入空气的转炉，因炼出的钢质量差,已较少应用。图2为转炉的外形及其配套机械。炼钢所需的造渣剂可从炉顶料仓卸下，经称量后通过密封料仓和流槽加入转炉内。整个转炉炉体由圆环形托圈支承，托圈两端的轴由轴承支承。托圈轴与传动机构联接后能使炉体绕轴线作360°回转,以适应转炉加料、出钢、出渣等工艺要求。转炉传动机构的结构形式有落地式、半悬挂式或全悬挂的多点啮合式等，以全悬挂的多点啮合式较为普遍。为了提高转炉炉座利用率，转炉炉体也可做成更换式的。 为了防止环境污染和节约能源，在冶炼时从转炉炉口逸出的、含有较多烟尘和大量CO高温炉气，经余热利用烟道生产蒸汽，又经过能回收CO和降低烟气含尘量的除尘系统，使烟气符合排放标准。转炉依氧气喷口在炉体的位置不同可分为顶吹、底吹和侧吹几种，但侧吹转炉应用较少。氧气顶吹转炉在炉口插入水冷氧枪（喷口）供工业纯氧，并以超音速气流喷入熔池进行搅拌和反应。吹转炉的容量已达400吨,并有更大型的转炉正在筹建中。底吹转炉的喷口设置在炉底，喷口数目可根据工艺要求而定。喷口型式有透气（或毛细管式）耐火砖和同心套管式两种。为延长同心套管式喷口寿命，套管之间的环缝可喷入碳氢化合物作为冷却介质，喷口也可在喷入氧气流时带入粉状造渣剂提前化渣去除硫、磷。底吹转炉较适用于高磷铁水的冶炼。顶吹转炉上结合底吹转炉的优点，将部分氧气或惰性气体从炉底喷入，便成为顶底复合吹炼的转炉，效果较好。为了适应氧化转炉快速操作和环境保护的要求，现代转炉还配有相应的装料、出钢、出渣、渣处理、烟气净化、污水处理和综合利用等配套设备，同时也采用计算机控制，以提高生产的经济效益。电弧炉利用电能通过石墨制的电极与金属炉料之间产生电弧所生成的热量进行熔化炉料。电弧炉由炉体、传动装置、供电系统和控制设备等组成。炉体结构依装料形式不同，可分为炉身开出式、炉盖旋转式和炉盖开出式几种。为了出钢方便，整个炉体可作前后倾动。电极的夹持和升降机构安装在炉体的侧面,为了调整电弧长度,升降机构能自动调节。为了提高钢的质量，常在炉底下部装设电磁搅拌器，使钢流按需要方向流动。电弧炉容量一般为10～360吨。为了提高生产能力和缩短熔炼时间，电弧炉正向超高功率方向发展。炉外精炼为提高钢液质量，可将炼钢炉初炼的钢液在炼钢炉外精炼。炉外精炼有真空脱气、钢包精炼、喷射冶金等方法。① 真空脱气:利用气相压力降低而使钢中溶解的气体析出。真空脱气有座包脱气法、滴流脱气法、提升除气(D-H)法、循环除气(R-H)法等。提升除气法和循环除气法应用较为普遍。提升除气法 是靠真空室和钢水罐的垂直往复相对运动，使钢液分批进入负压 66.6～133帕的真空室处理，小批量的钢液吞吐过程即为除气搅拌过程，处理容量约为钢水罐容量的1/12～1/6。提升除气法的真空室顶部装有电热装置,可减少钢液的温度降。在处理后期，可通过特殊的合金料罐加入铁合金。循环除气法 是将真空室下端的二根管子插入钢液中进行，先在左侧的上升管内导入少量氩气或其他惰性气体。气体经钢液高温加热而产生热膨胀，不断膨胀的向上流动的气体使钢液上升进入真空室而溅成微粒，从而获得充分除气，除气后的钢液沿右侧下降管流回钢水罐，使钢液在罐内充分搅拌。经循环除气后的钢液纯度高，温度和成分也较均匀。真空室可容钢量约为1～2吨。整个设备支承在平行的四联杆机构上，能在不同容量的钢水罐上工作。② 钢包精炼:将钢液电弧加热、真空脱气、吹氩或电磁搅拌、合金化、脱硫等多种工艺均移入钢包内进行的精炼方法。③ 喷射冶金:将粉状精炼剂，合金剂以流态化状态吹入钢液内部的精炼方法。主要设备有喷粉罐和可升降的喷枪架等。铸锭设备将钢液铸成坯锭的设备。铸锭分为钢锭模铸锭和连续铸锭两种工艺。连续铸锭能提高钢材成材率，降低能耗，简化传统的钢锭模铸锭的准备和脱模等工序,为钢铁工业的生产连续化创造条件。图7为连续铸锭的工艺流程和设备。设备的主要结构型式有立式、立弯式、弧式和水平式等，以弧式应用较为广泛。热状态下设备变形和防止漏钢是设备制造和操作中的关键环节。为了加快处理漏钢事故，关键设备应能迅速整体吊装更换。连续铸锭的发展趋向是：提高浇铸速度和设备利用率，快速变换结晶器的断面尺寸，用计算机控制提高连续浇铸能力等。有色金属的火法冶炼机械在高温条件下利用燃烧或电产生的热能，将矿石或精矿中的金属分离并提炼出来的机械。表列出主要的有色金属冶炼设备及其特点。此外尚有感应电炉、电弧炉、真空自耗电炉、电子束熔炼炉、等离子熔炼炉等，以及类似于电化学设备的电解熔炼槽和熔盐电解槽等。

汽化冷却是采用软化水以汽化的方式（充分利用了水汽化潜热大的优点）冷却钢铁冶金设备并吸收大量的热量从而产生蒸汽的装置。其工作过程是，高温烟气通过汽化器（汽化烟道壁面），烟气与汽化器存在着较大的温差，发生热传递， 高温烟气将自身的热量传递给受热面，同时自身温度降低。受热面另一侧蒸发管中的水吸收烟气热量部分被蒸发，并在蒸发管内形成了汽水混合物。由于水蒸气的密度相对与水较小，在压强的作用下蒸气在蒸发管内上升，通过上升管最终进入汽包，经过汽水分离，水蒸气从汽包引出进入蓄热器存储，最后送入蒸汽管网供生产生活使用。同时水下降到蒸发管底部重新进入到汽化器的下联箱内，补充的水供给蒸发管内继续蒸发使用。如此反复循环，不断冷却高温烟气，产生蒸气。优点（1）采用水冷却时，一般用工业水，由于其硬度较高，所以管道易结垢， 结垢后传热系数变小，影响传热效果，同时使部分管道发生过热烧坏。当采用汽化冷却时，一般用软水可以避免结垢，从而可延长水冷管的使用寿命，减小检修的工作量。（2）用工业水冷却时，冷却水全部排放掉，其带走的热量全部流失，未得到回收利用，采用汽冷方式，不但达到冷却了烟气的目的，而且可以产生蒸气回收大量热能供生产、生活方面使用，如果蒸气质量较好甚至可以用来发电， 极大的降低了炼钢成本，有效的降低了能耗。同时也是贯彻治理三废，综合利用这一政策的部分措施。（3）从经济的角度来看，汽化冷却省水省电，综合投资费用较少，而且返本较水冷快。

钢铁行业的生产有三个流程，即高炉转炉流程、电炉流程、特种熔炼。高炉、转炉流程称为长流程，生产的钢称为转炉钢，它是以铁矿(590, -14.50, -2.40%)石和焦炭(1872, -37.50, -1.96%)为主要原料冶炼成铁水，再由转炉冶炼成钢；电炉流程称为短流程，生产的钢称为电炉钢，它以废钢为主要原料冶炼成钢。1工艺技术的比较分析转炉流程和电炉流程是钢铁冶金行业两个主要流程，其在炼钢方面的主要差别在于：1) 所用主要钢铁料不同。转炉炼钢主要以铁水为主要原料，还有一般15%左右的废钢，近一年多时间，由于废钢价格低，吨钢利润较高为转炉炼钢用高比例的废钢消耗提供了条件，废钢消耗比例大幅提高，有的甚至高达40%，但存在转炉内热量不足的问题，解决转炉内热量问题是提高废钢比的关键；电炉炼钢主要以废钢为主要原料，还有铁水(生铁)、直接还原铁，脱碳粒铁、碳化铁及复合金属料等废钢替代品。2) 主要能源不同。转炉炼钢主要是铁水的物理热和化学热；电弧炉炼主要是电弧的物理热，废钢预热的物理热、加铁水带来的部分物理热和化学热。3) 主要操作目标不同。转炉炼钢是在给定的时间内完成脱碳、脱磷及温度控制的冶金操作，实现成份（碳、磷）及温度的命中；电炉炼钢是在全废钢的条件下，在给定的时间内完成废钢的升温、熔化和过热等，加铁水等废钢替代品的情况下，也有部分脱碳的要求。另外电弧炉炼钢可分别控制成分和温度。4) 工艺技术进步的方向不同。转炉炼钢主要是通过包括提高供氧强度的高效吹炼技术、碳及温度中率的全自动化吹炼技术、不倒炉出钢的快速出钢技术、采用炉外处理和铁水预处理减轻转炉冶金负荷等措施，实现转炉生产高效化；通过接近平衡的冶炼工艺、高效脱磷工艺、出钢挡渣技术，实现产品的洁净化，通过少渣冶炼与炉渣返回、使用合金元素熔融还原(Cr、Mn)矿、干法除尘用水减量化,煤气余热回收等技术，实现低成本及负能炼钢。电炉炼钢主要是通过强化供能（包括强化供电和辅助能源），采用“环境友好型” 废钢预热系统预热废钢和加铁水工艺，增加物理热和化学热；采用不开炉盖及出钢时仍能通电的连续冶炼技术，有效地减少非通电时间；50%左右或更高的大留钢量平熔池冶炼技术，减少冶炼过程电弧辐射对耐火材料的损害；降低电极消耗。以上技术的应用，缩短冶炼周期，实现高效化生产，降低吨钢能耗。5) 冶金质量方面的差异。钢中的残余元素(Cu、Ni、Mo、As、Sb、Bi、Sn)不同，电弧炉炼钢由于废钢多次循环使用，造成钢中残余元素含量高；钢中氮含量不同，电弧炉炼钢由于电弧区空气电离增氮及原料中氮含量高，造成钢中氮含量高。

从国内外氧气转炉炼钢科技创新的发展趋势来看，以下几个方面值得重点关注。3.1、节能环保技术的发展钢铁生产的技术进步必须与环境协调发展。重点研发各种工艺条件下优化“负能炼钢”的工艺与装备技术，必须采用各种综合节能技术，实现“负能炼钢”。虽然转炉炼钢是当代钢铁生产中耗能最少，且是唯一可以实现总能耗为“负值”的工序，但进一步降低工序能耗和物耗，更加高效地实现能源转换和回收，更加有效地利用二次能源，开发低温余热回收利用新途径等许多问题还要进行深入研究和优化。主要思路有：1)流程优化应成为炼钢厂进一步节能的重点流程优化主要体现在紧凑、高效、自控三个方面。流程功能的解析、优化重组，实现转炉炼钢生产的紧凑化，即工序时间的最小化、衔接最优化，这是最有效的节能措施；高效化是转炉炼钢节能的重要措施；自动化是转炉炼钢节能的重要保证2)优化节能技术提高炼钢能源转换效率烟气能量的高效转换及回收利用；连铸坯热送热装是衔接炼钢、轧钢两大工序的重要节能措施；炉渣余热回收和利用；冷却水余热回收利用技术是转炉炼钢厂进一步提高能源转换与利用效率的难题。3)进一步挖掘炼钢工序的节能潜力加大全过程保温措施是转炉钢厂节能的重要基础；以稳定的工艺操作，实现全厂低温制度的运行，有效地节能降耗；在全钢铁企业能源高效转换利用和构建能量流网络以及优化的总体思路下，研究转炉炼钢厂进一步节能降耗的新措施。