轧钢机，是实现金属轧制过程的机械设备。泛指完成轧材生产全过程的装备﹐包括有主要设备﹑辅助设备﹑起重运输设备和附属设备等。但一般所说的轧机往往仅指主要设备。工作机座由轧辊﹑轧辊轴承﹑机架﹑轨座﹑轧辊调整装置﹑上轧辊平衡装置和换辊装置等组成。轧辊是使金属塑性变形的部件 。轧辊轴承支承轧辊并保持轧辊在机架中的固定位置。轧辊轴承工作负荷重而变化大﹐因此要轧钢机求轴承摩擦系数小﹐具有足够的强度和刚度﹐而且要便于更换轧辊。不同的轧机选用不同类型的轧辊轴承。滚动轴承的刚性大﹐摩擦系数较小﹐但承压能力较小﹐且外形尺寸较大﹐多用于板带轧机工作辊。滑动轴承有半干摩擦与液体摩擦两种。半干摩擦轧辊轴承主要是胶木﹑铜瓦﹑尼龙瓦轴承﹐比较便宜﹐多用于型材轧机和开坯机。液体摩擦轴承有动压﹑静压和静 - 动压三种。优点是摩擦系数比较小﹐承压能力较大﹐使用工作速度高﹐刚性好﹐缺点是油膜厚度随速度而变化。液体摩擦轴承多用于板带轧机支承辊和其它高速轧机。轧机机架由两片“牌坊”组成以安装轧辊轴承座和轧辊调整装置﹐需有足够的强度和钢度承受轧制力。机架形式主要有闭式和开式两种。闭式机架是一个整体框架﹐具有较高强度和刚度﹐主要用于轧制力较大的初轧机和板带轧机等。开式机架由机架本体和上盖两部分组成﹐便于换辊﹐主要用于横列式型材轧机。此外﹐还有无牌坊轧机。轧机轨座于安装机架﹐并固定在地基上﹐又称地脚板。承受工作机座的重力和倾翻力矩﹐同时确保工作机座安装尺寸的精度。轧辊调整装置用于调整辊缝﹐使轧件达到所要求的断面尺寸。上辊调整装置也称“压下装置”﹐有手动﹑电动和液压三种。手动压下装置多用在型材轧机和小的轧机上。电动压下装置包括电动机﹑减速机﹑制动器﹑压下螺丝﹑压下螺母﹑压下位置指示器﹑球面垫块和测压仪等部件﹔它的传动效率低﹐运动部分的转动惯性大﹐反应速度慢﹐调整精度低。70 年代以来﹐板带轧机采用 AGC（厚度自动控制） 系统后﹐在新的带材冷﹑热轧机和厚板轧机上已采用液压压下装置﹐具有板材厚度偏差小和产品合格率高等优点。上轧辊平衡装置用于抬升上辊和防止轧件进出轧辊时受冲击的装置。形式有﹕弹簧式﹑多用在型材轧机上﹔重锤式﹐常用在轧辊移动量大的初轧机上﹔液压式﹐多用在四辊板带轧机上。为提高作业率﹐要求轧机换辊迅速﹑方便。换辊方式有 C 形钩式﹑套筒式﹑小车式和整机架换辊式四种。用前两种方式换辊靠吊车辅助操作﹐而整机架换辊需有两套机架﹐此法多用于小的轧机。小车换辊适合于大的轧机﹐有利于自动化。目前﹐轧机上均采用快速自动换辊装置﹐换一次轧辊只需 5 ～ 8 分钟。传动装置由电动机﹑减速机﹑齿轮座和连接轴等组成。齿轮座将传动力矩分送到两个或几个轧辊上。辅助设备包括轧制过程中一系列辅助工序的设备。如原料准备﹑加热﹑翻钢﹑剪切﹑矫直﹑冷却﹑探伤﹑热处理﹑酸洗等设备。起重运输设备吊车﹑运输车﹑辊道和移送机等。附属设备有供﹑配电﹑轧辊车磨﹐润滑﹐供﹑排水﹐供燃料﹐压缩空气﹐液压﹐清除氧化铁皮﹐机修﹐电修﹐排酸﹐油﹑水﹑酸的回收﹐以及环境保护等设备。轧机的命名按轧制品种﹑轧机型式和公称尺寸来命名。“公称尺寸”的原则对型材轧机而言﹐是以齿轮座人字齿轮节圆直径命名﹔初轧机则以轧辊公称直径命名﹔板带轧机是以工作轧辊辊身长度命名﹔钢管轧机以生产最大管径来命名。有时也以轧机发明者的名字来命名 （如森吉米尔轧机）。轧机的选择按生产的产品品种﹑规格﹑质量和产量的要求来选定成品或半成品轧机的类型和尺寸﹐并配备必要的辅助﹑起重运输和附属设备﹐然后根据各种因素的要求最后加以平衡选定。轧机动力设施1590 年英国开始用水轮机拖动轧辊﹐直到 1790 年还有用水轮机配以石制飞轮拖动四辊式钢板轧机的 （图 4 水轮机拖动的钢板轧机）。1798 年英国开始用蒸汽机拖动轧机。现代的轧机均为直流或交流电动机拖动﹐有单机拖动﹐也有通过齿轮成组拖动。轧机的分类轧机可按轧辊的排列和数目分类﹐可按机架的排列方式分类﹐也可按生产的产品分类﹐分别列于表 1 轧机按轧辊的排列和数目分类﹑表 2 轧机按机架排列方式分类和表 3 轧机按生产产品分类。轧机的发展现代轧机发展的趋向是连续化﹑自动化﹑专业化﹐产品质量高﹐消耗低。60 年代以来轧机在设计﹑研究和制造方面取得了很大的进展﹐使带材冷热轧机﹑厚板轧机﹑高速线材轧机﹑ H 型材轧机和连轧管机组等性能更加完善﹐并出现了轧制速度高达每秒钟 115 米的线材轧机﹑全连续式带材冷轧机﹑ 5500 毫米宽厚板轧机和连续式 H 型钢轧机等一系列先进设备。轧机用的原料单重增大﹐液压 AGC ﹑板形控制﹑电子计算器过程控制及测试手段越来越完善﹐轧制品种不断扩大。一些适用于连续铸轧﹑控制轧制等新轧制方法﹐以及适应新的产品质量要求和提高经济效益的各种特殊结构的轧机都在发展中。（见彩图 鞍山钢铁公司初轧厂连轧机组生产情景 ﹑ 初轧坯的定尺切断设备── 2000 吨大剪 ﹑ 板坯初轧机在轧制板坯 ﹑ 上海第五钢铁厂初轧车间均热炉出钢 ﹑ 中国制造的 4200 毫米厚板轧机 ﹑ 宽厚钢板的热矫直机 ﹑ 钢板粗轧机前的高压水除铁鳞机 ﹑ 2300 毫米钢板轧机生产场面 ﹑ 1700 毫米带钢热轧机主控室 ﹑ 带钢冷轧机正在生产 ﹑ 带钢冷轧机生产的成品──钢卷 ﹑ 带钢的热镀锌机组 ﹑ H 形宽边工字钢轧钢机 ﹑ 中型轧钢厂 ﹑ 型材定尺切断的主要方法──热锯 ﹑ 大型轧钢厂的钢轨冷床 ﹑ 保证线材性能的线材散卷冷却 ﹑ 轧制线材的新式 45° 无扭精轧机 ﹑ 小型轧钢机的围盘。横列式小型轧机的重要辅助设备 ﹑ 线材轧机的成品收取设备──线材卷取机 ﹑ 轧制直径 140 毫米无缝钢管的自动轧管机 ﹑ 70 年代制成的大直径钢管﹐直径 2540 毫米 ﹑ 现代管材生产方法之一──大直径螺旋焊管 ﹑ 无缝钢管厂保证钢管尺寸精度的均整机 ﹑ 无缝钢管坯正在穿孔 ﹑ 轧制箔材用的森吉米尔 20 辊轧机 ﹑ 火车车轮和轮箍轧机的工作情景 ﹑ 中国制造的大型锻压设备── 32000 吨水压机 ﹑ 新型塑性加工设备──精锻机 ﹑ 3000 吨卧式挤压机 ﹑ 铝箔轧机 ﹑ 品类繁多的轧辊﹐用于轧制各种产品 ﹑ 铝连续铸轧机）

钢铁是工业上最常用才材料。俗话说，百炼成钢，也有一本书名为《钢铁是怎样炼成的》描述其主人公经历的坎坷历程，也间接反应了钢铁炼制过程的困难。那么，钢铁究竟是怎样炼成的呢？钢铁炼制用的原料是废铁或铁矿石，废铁是回收得到的，而铁矿石来自大自然，不同原料炼制方法也不一样，但大体需要经过的历程都基本相似。电炉（或高炉）炼钢，这过程是把废铁或铁矿石化成钢水，以便后续加工。转炉炼钢，这过程是把电炉（或高炉）炼钢得到的钢水提纯，去除杂质，得到较为纯净的钢水。精炼炉炼钢，这过程是调节钢水成分，加入其它金属或非金属元素，保证钢材质量。连铸机浇铸钢坯，通过上述过程炼制出来的钢水，浇入铸模冷却凝固后即得到钢坯，现代工业上大规模生产钢铁一般使用连铸机，可连续浇注钢水，不断输出钢坯，此时就已经完成了炼钢过程了。得到的钢坯根据其用途经过轧制、拉拔或机加工，得到各种形状的钢材，这时的钢材就是市场上常用的钢铁原材料了

　我国“负能炼钢”技术的迅速发展得益于以下三方面： 　　一是炼钢工艺结构的优化。随着国内新建100吨以上大、中型转炉的增多，配备了煤气、蒸汽回收与余热发电等设施，为“负能炼钢”打下设备基础；二是“负能炼钢”工艺不断完善，多数钢厂已掌握“负能炼钢”的基本工艺；三是2005年，国家统计局将电力折算系数调整为电热当量值（即1kWh=0.1229kg）替换原来沿用的电煤耗等价值（即1kWh=0.404kg）。炼钢能耗统计值降低，利于实现“负能炼钢”。重点企业转炉煤气吨钢回收量由2010年的平均81m3/t提高到2014年的106m3/t。近几年，我国转炉蒸汽回收量有很大提高，但蒸汽回收量和压力差别较大；先进的回收量已达到100kg/t以上、压力可达2.5-4MPa，用于钢水真空处理、发电或并入蒸汽管网。 　　1.5、转炉使用寿命进一步提高 　　炉龄是转炉炼钢的重要技术指标，提高炉龄在降低生产成本的同时，也提高了转炉生产效率。溅渣护炉的基本原理是利用高速氮气将成分调整后的剩余炉渣喷溅在炉衬表面，形成溅渣层。溅渣层抑制了炉衬表层的氧化，减轻了高温炉渣对砖表面的冲刷侵蚀。采用溅渣护炉工艺后，当炉衬残砖厚度侵蚀至500mm左右时，炉壁冷却与炉内钢渣对炉衬的导热基本实现了动态平衡。此时，炉衬与溅渣层的结合层很难被进一步熔损。在溅渣条件下炉衬基本为“零熔损”，即随炉龄增加，炉衬厚度基本保持不变。国内钢厂据此研发出了长寿转炉生产工艺，进而使转炉炉龄达到30000炉以上，炉役期和产钢量同步增长，耐火材料消耗和吨钢成本也相应降低。

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。晋城定制转炉炉底制作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。顶吹转炉的容量已达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。在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。

废钢是钢铁工业的绿色原料，随着取缔“地条钢”和国家对环保的严格要求，各大钢铁企业都在大力提高废钢比。目前，我国电炉钢的比例还不到10%，转炉流程仍是我国产钢的主流程，因此有必要开发高效、清洁的转炉流程提高废钢比技术。目前，转炉流程大生产中采用的提高废钢比的手段主要有：废钢预热（铁水包预热、转炉炉前及炉后预热等）、转炉加入补热剂（焦炭、焦丁、FeSi、SiC等）。但上述两类提高废钢比的技术均有一定的不足：前者需要专门的加热设备，后者往往以牺牲钢水质量为代价。此外，国外还开发了KMS工艺，但因存在喷粉元件寿命短等不足，并没有在大生产中广泛应用。因此，如何在不污染钢液的前提下提高转炉废钢比，已成为亟须解决的关键共性难题。此外，单转炉超40%的大废钢比技术也一直是冶金工作者关注的热点课题。 转炉二次燃烧氧枪是一种在不污染钢液的前提下提高转炉废钢比的技术。二次燃烧氧枪是在传统炼钢氧枪的基础上，通过设计合理的副孔，使主孔射出氧气射流进行脱碳反应，利用副孔射出的氧气射流与炉内一氧化碳燃烧产生大量的热量，使转炉自身热量得到较充分利用，进而提高转炉废钢比。尽管国内外已对转炉二次燃烧氧枪技术进行了大量研究，且有的已达到工业应用水平，但目前国外关于该技术在大工业生产中规模化应用的报道很少，而国内目前还未见该技术的大生产规模化应用。因此，有必要对二次燃烧氧枪技术进行深入研究并使其实现工业化应用。本文首先进行了提高废钢比的转炉二次燃烧氧枪技术大生产规模化应用研究；在此基础上，基于二次燃烧氧枪技术，研究者提出了一种废钢比超过40%的单转炉大废钢比技术，并通过大生产试验，验证了其大生产应用的可行性，为其大生产规模化应用奠定了基础。

混铁炉属于钢铁冶金设备，主要应用在钢铁行业、冶金行业等。混铁炉用来存贮并保温由高炉冶炼出来的铁水，可混合均匀不同高炉冶炼出来的不同温度及化学成份的铁水以使其供应给平炉或传炉炼钢之用。由炉门轴，炉门框，两组滑动轴承和两个杆状配重组成，炉门框和炉门轴焊接在一起，炉门框为一个钢板焊接的框架，其上部和左右各安有钢制密封槽，槽内镶嵌耐火纤维，框内嵌砌耐火砖，炉门轴两端安放在两组滑动轴承上，轴承座焊接在出铁口两侧，在炉门轴的两个端部各安装一个杆状配重，杆状配重与炉门框之间有一固定夹角。混铁炉一般分为300吨、600吨、900吨和1300吨，主要由：底座、炉体、传动机构、回转机构、开盖机构、鼓风装置、煤气空气管道、气动送闸装置、干油润滑装置、混铁炉平台、电气系统等11部分组成。炉体是由可拆的侧面凸起的端盖和开有兑铁水口、出铁水口的圆筒组成筒体。炉体内砌有耐火材料，耐火材料与炉壳之间填有硅藻土料填料层，借以隔热和缓冲炉衬受热膨胀对炉壳产生的压力，填料层向里砌有硅藻土砖用来隔热，硅藻土砖里面是粘土砖，粘土砖里面是直接与铁水接触的工作层，工作层是用镁砖砌筑的。对于600吨混铁炉而言，炉衬的总厚度为650mm，其中填料层10mm，硅藻土砖层65mm。粘土砖层115mm，镁碳砖层460mm。整个炉体的重量都通过接近筒体两端的偏心箍圈，园辊组成的弧形辊道传递到直接固定在基础上的支撑底座上。混铁炉有两种类型，一种为短身圆柱形，兑铁口和出铁口位于同一垂直平面;一种为长身圆柱形，兑铁口和出铁口相互错开布置。混铁炉容量范围很大，可由200t至2800t，中国采用300t、600t、1300t三级容量的混铁炉。确定所需要的混铁炉容量，除要考虑铁水需要量外，还要考虑铁水在炉内的贮存时间以及炉子的充满度等。一般按下式计算： Q=1.01PKT/24y式中P为1昼夜产钢量，t/d;K为铁水消耗，t/t;1.01为铁水损失系数;y为充满度，一般取0.65～0.77;T为平均铁水贮存时间，一般取8h。