[科普中国]-西门子-马丁炉

西门子-马丁炉(Siemens-Martin furnace)是指以发明者西门子(K.W.Siemens)和马丁(P.E.Martin)命名的一种炼钢炉。又称为平炉。平炉是1864年继贝塞麦转炉之后出现的一种炼钢炉。它是由于当时急需熔炼经多年积累日益增多的廉价废钢应运而生的。平炉能以生铁和废钢为主要原料用蓄热室热交换方式使熔池达到熔化废钢所需要的高温（高于1600℃），它的发明也是炼钢史上的一项重大进步。

简介西门子-马丁炉(Siemens-Martin furnace)是指以发明者西门子(K.W.Siemens)和马丁(P.E.Martin)命名的一种炼钢炉。又称为平炉。

马丁炉是一种主要的炼钢设备。主要由炉头、熔炼室、蓄热室、沉渣室等组成。

炉头在炉体上部的两端。经过一定时间，通过换向阀交替地把经过蓄热室预热的空气和煤气，从一端的炉头引 入炉内，进行燃烧，向炉内供热。燃烧后的废气，从另一端的炉头通过沉渣室和蓄热室，经烟道排出1。

构造熔炼室由炉顶、炉底、炉墙和炉门组成，按其是否可以前后倾动，分为固定式和可倾式平炉。炉底上 为容纳钢液和熔渣的熔池。炉墙下部和炉底用碱性 耐火材料砌筑的为碱性平炉，用酸性耐火材料砌筑的为酸性平炉。

平炉炼钢的金属材料可由生铁块、 铁液和废钢以不同的比例组成。燃料用发生炉煤 气、焦炉煤气、高炉和焦炉混合煤气、天然气或重 油等液体燃料。近年来，平炉采用了氧化强化炼钢等新技术，以缩短熔炼时间，提高生产率2。

发展简史英国工程师西门子（Karl WilliamSiemens，1823～1883，原籍德国），于1855年发明了配备有蓄热室的高温火焰炉，并于1856年获得专利，此炉最早用于熔炼玻璃。

1864年法国工程师马丁（PiereEmile Martin）以生铁和废钢为原料在配备有蓄热室的火焰炉中首次成功地炼出了合格的钢液。

人们为了纪念西门子和马丁两人在创立新型高温炼钢炉上的贡献，称此炉为西门子—马丁炉，或简称马丁炉。中国最早的平炉建于1890年，在上海的江南制造总局建成了3t和15t酸性平炉各一座。

早期平炉的熔炼室由酸性耐火材料砌成，熔炼期不能去除炉料中的硫和磷等有害杂质，后来，为了适应更广泛的炉料（尤其是含有硫、磷等有害杂质的炉料），平炉熔炼室改用碱性耐火材料砌筑，这使平炉炼钢获得了更快的发展，在全世界在1900～1970年的70年间平炉一直是炼钢的主要方法。平炉在全世界失去主力军作用的年代是1970年，而在中国则是1979年3。

平炉炼钢的特征从外部供给热量因平炉炉体庞大，冶炼时间长，炉墙散热损失和高温废气带走的热量大，必须从外部供给燃料和使用预热空气燃烧燃料，方能保持炼钢时需要的热量2。

炉渣的作用重要炉渣介于炉气和钢液之间，是炉气向熔池传热和传氧的媒介，还有去除硫、磷等杂质，保护钢液不致过氧化和防止钢液吸收气体（H、N）等重要作用。因此，炉内应维持适量的渣量和渣层厚度，为造好渣，熔池中的铁水要保持适量的含碳量。

发展现状我国属发展中国家，虽然钢产量占世界第四位，但按人口平均耗钢量计算仍属很低水平，况且我国的炼钢工业基础薄弱，科学技术落后， 故虽当今世界上氧气转炉巳逐步取代平炉，而在我国转炉的先进性还未充分体现出来，不少方面平炉还占相当优势。

近十年，世界上刮起了一股平炉淘汰风，我国鞍钢的三炼钢厂也扒掉二座50 吨平炉改转炉， 但要全部淘汰平炉涉及到资金、原料供应、能源运输等一系列问题。

在当前我国钢材短缺的情况下，近几十年内平炉不仅不能淘汰，而且应该充分发挥作用，走革新改造之路，用氧强化冶炼,，控潜增产，炉外精炼，提高品种质量3。

安全操作规程检查1．检查炉体各部如炉顶、炉墙、炉门框、炉门、冷蚶水套、沉渣室和蓄热室时，必须在下火状态进行。听到变换阀变更的信号时，应立即避开。

2．冶炼中要经常注意冷却装置状况。喷气或漏水时，应立即修理更换。

3．变向装置不好用，用人工操作变向阀时，必须把电门开关拉下，然后进行操作。

4．指挥装料机运行时，要详细检查现场，并通知所有人员离开吊运物件的运行区域。

5．酸性子炉兑钢水时，要通知兑口下边的工作人员及时避开。

平炉

6．上炉顶的梯子和炉顶走台严禁采用活动式，并应经常检查保持良好状态，如发现损坏时，必须及时修理或更换。

修炉1．停炉检修时必须事先作好各项准备工作。

2．拆炉时要统一指挥，合理安排。特别在拆除炉顶、前后墙、上升道、沉渣室时，应先检查拱顶和照顾下部人员安全，确认安全后，方可拆除。

3．开炉前，必须事先检查管路和机械设备是否符合安全规定。当闸板、变向装置正常，沉渣室，烟道入井封闭时，才可点火升温。

4．在点火前，必须详细检查天然气或煤气管道各阀门是否关闭，不得有漏气现象。点火时要做到先点火后开气，并由专人操纵阀门，其他人员一律避开炉门前。

5．平炉停，送天然气，煤气或油时，必须严格执行有关安全运行规程。

补炉1．炼钢及补炉所用各种工具、附具应放在指定位置，堆放整齐，不准乱扔乱放。

2．用压缩空气吹炉底残钢残渣前，必须检查风管卡头是否良好，卡头卡风管时要卡紧卡住。吹出铜眼前，应通知炉后人员和铸锭人员躲开出钢口对面。

3．往炉外拉出用完的工具时(风管子，大铲、样勺、检查炉底的钩子等)，必须注意后边是否有人，不准乱甩，以免伤人。

4．吹炉底时，开风阀人员要精神集中，注意听操作风管人员的指挥。开风时要先由小后到大。

5．炉后打出钢口时，要盖好平台铁板，并检查好风镐钎子。打风镐不要顶在肚子上，以免风镐钎子折断伤人。

装料1．装料前要详细检查炉料，严禁往炉内装有气缸，气瓶，密封容器，弹药、严重潮湿的炉料。

2．装料时，不得吹扫炉台和修理工具，注意加料机信号。

3．装料时，料斗内的料不得过满，防止在进料时碰坏炉门框。

4．开启炉门加料和装料完毕吹炉顶时，均不准换向，以免喷火伤人。

熔化和精炼1．取样时，样勺，样模必须烘烤干燥。由炉内取出钢水时，样勺必须端平。打试样时，样勺钢水不能流得过大，周围人员必须远离，以免钢水飞溅烫伤人。

2．放渣前必须事先检查渣罐是否在渣口下。渣罐内不准有水。严禁从炉台上往渣罐内扔潮湿材料，以防爆炸伤人。

3．当发现有跑漏钢水迹象时，应及时进行处理，并提前将钢水包放于出钢槽下对好，同时通知无关人员避开炉子下部。

4．人工往炉内投放材料时，不应面对炉门，必须侧身投入材料，以免烧、烫伤。精炼加矿及软熔加生铁，必须关风门进行，每次加矿或加铁数量不得过多。

5．冶炼中更换炉门及冷却装置时，要适当减小炉膛压力。炉门必须上好安全保险链条，并随时进行检查。

6．在精炼期上炉顶检查时，必须事先统一组织，指定专人进行。在炉顶上工作，必须站在金属走台上，禁止踏在炉顶砖上。

7．炉顶有塌落危险时，每批加矿石数量要酌情减少，以防因增加炉膛压力造成炉顶塌落。酸性平炉兑完钢水后，不准许使用加料机加矿石或钢铁合金，以免钢水上涨跑出伤人。

出钢1．在出钢前，详细检查出钢槽是否清洁，干燥和联接严密，并准备好出钢所用器具。

2．打出钢口前，要检查钢包，渣罐是否放好，钢包周围及出钢口下，不得有人。

3．氧气瓶应放在距离炉子10米以外的安全地方，使用肘运往现场，离明火不得小于5米，同时应采取隔离措施，用完后要及时运回原地。搬运时要用专用工具，严禁接触油污。

4．如用氧气烧出钢口，事先要检查好氧气管是否漏气，瓶嘴或阀门是否好用。烧氧气时要把接头处—卡紧卡好，手不要拿在接头处，以防回火伤人。

5．开氧气瓶嘴时，必须用扳手，不准用钳子。出钢口烧开后，应先关氧气，后取氧气管。

6．加入钢包的材料必须干燥，不得有潮湿。

7．清理出钢槽时，要待出钢槽冷却后进行。操作前应先通知下部人员躲开。

8．清理兑钢水槽时，不准两人同时站在槽子里，以免互相碰撞掉下去。

9．炉台上禁止往下面扔物件。必要时须有人在下面看守2。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学