1.1.1 氧气顶吹转炉炼钢原理

氧气顶吹转炉 - 炼钢生产（(oxygen top blown converter steel making) 将氧气管直接插入氧气转炉中进行吹炼，并碳，硅，锰，磷氧化成为氧化物。在铁水氧化和加热熔体。采用炉温熔炼法将钢水转化为钢水，所用原料为铁和部分废钢，除磷和脱硫，加入石灰，萤石等造渣材料，衬里由碱性耐火材料如磷镁矿或白云石等制成。所用氧气的纯度大于99％，压力为0.81-1.22MPa（即8-12大气压）。

1.1.2 氧气顶吹转炉炼钢的优势

（1）生产速度快由于采用纯氧，它可以高速减碳，快速升温，极大收缩炼钢时间。

（2）可以冶炼钢种类型很多并且质量好。北京炼钢车间采用这种方法成功地炼成了超过百种钢类。

（3）基建资金和生产花费低，氧顶吹转炉的基建资金相当于同样年产量的平炉车间的65～75%，生产资金也低于平炉炼钢。

1.2 氧气顶吹转炉炼钢的发展

1.2.1 顶吹氧气转炉的发展

最开始的炼钢采用吹氧方式只将氧气管直接插入氧气转炉中进行吹炼，但是由于铁水问过高容易破坏氧气管，需要更换氧气管，这种方式炼钢弊端很大，同时这种方式炼钢会造成成本增加，不利于车间的整体盈利。因此当时这种炼钢的方式并不值得提倡和推广。

后来杜勒与他的同时共同研究，经过长期的艰苦努力终于研制出了使用氧枪吹氧的氧气转炉炼钢方式，这种方式不需要把氧枪深入到铁水的内部，这样避免铁水对氧枪的熔化与破坏。由于他们的长期艰苦的努力，为后来第一座顶吹氧气转炉车间在奥地利顺利的投产，并且生产了许多高品种的刚才，从此顶吹氧气转炉法炼钢在全球范围内进行推广。氧气转炉避免氧枪的熔化与破坏，大大减少的炼钢的成本；这种方式的优势相对与平炉炼钢的效率在十倍以上，大大增加了炼钢车间的产量，减少了能量消耗。

氧气转炉的发展包括吹氧的方式，还有氧气孔头数量的变化，从一个孔变化到三个孔以及五个孔，大大增加氧气吹炼的能力，节能吹炼时间和能量损耗。随着炼钢车间一步步的完善，顶吹氧气转炉炼钢可以冶炼多种钢种，满足我们日常所需的要求，同时也降低车间生产成本。

与此同时，由于大型氧气转炉车间可以冶炼的钢种多样，很多车间的转炉也趋向大型化、一般大型氧气转炉的炉型容量为300吨左右。

1.2.2 顶底复吹氧气转炉

随着氧气转炉的大型化，各种设备的要求也更加高，为生产低碳钢德国人发现了氧气底吹转炉，底吹氧气转炉的优势很明显，由于可以在底部吹去氧气，氧气的密度小于铁水的密度，这大大增加的转炉炼钢中铁水的搅拌能力。使铁水中的其他杂质可以更好的被氧化而形成炉渣排除铁水外。

在此基础上，顶吹氧气转炉和底吹氧气转炉相互借鉴、相互结合，从而变成现在主流顶底复吹氧气转炉。现在很多氧气转炉车间都采用这种方式炼钢，因为这种方式炼钢同时具有顶吹转炉和底吹氧气转炉的优势。对成产车间的成本有极大的降低，同时也对钢铁的品质有很大飞跃。

1.3 炼钢工艺流程简介

转炉炼钢在转炉中进行。转换器的形状就像一个梨。内侧有耐火材料制作的砖。炉侧面有许多小孔。压缩气体从这些小孔吹入炉子。它也被称为侧吹氧气转炉。开始时处于水平状态，向内注入1250摄氏度的铁水，加入小量的氧化钙，然后鼓入空气，炼钢炉自立。几分钟后，当钢水中只剩下很少的硅和锰时，碳开始氧化并产生一氧化碳释放。

成为稳定的Ca3(PO4)2和CaS，一起成为炉渣。当Pi与S逐渐减少，火焰退落，炉口出现Fe3O4的咖啡色气体时，表明钢已炼成。这时应立即停止吹风，并把转炉转到水平，把铁水倾至钢包里，再进行除去氧。整个过程只需13-16分钟之间。