钢铁冶炼机械发展史：最先出现的冶炼机械是炼铁机械，出现于约公元前1500～前1000年。炼铁用的最原始的炼炉是碗式炉，15世纪意大利出现了高炉。炼焦机械的产生使得炼铁燃料由木炭向焦炭过渡。中国明代时期出现了土法炼焦工艺，主要设备是土窑。19世纪中叶出现了将炭化室和燃烧室分离的焦炉。1881年德国建成能够回收化学副产品的焦炉。20世纪50年代开始，连铸生产工艺开始步入工业化。1951年世界上第一台工业生产性连铸机在苏联投产。1952年奥地利首先投产的顶吹氧气炼钢转炉，解决了炼钢质量差、成本高等问题。电力工业的发展，促使电炉炼钢得到飞速发展。60年代出现的弧形连铸机的应用使连铸技术的应用取得突破。1982年，世界上第一台用于实际生产的直流电弧炉在德国制造。90年代又发展了近终形连铸、高速浇铸、半凝固加工等技术。

有色金属冶炼发展史：公元前4世纪人类就掌握了炼铜技术。中国南宋和明朝时期均有炼铜技术的记载。欧洲于17世纪开始大规模生产铅。中国是最早掌握炼锌技术的国家。19世纪80年代，出现了电解法提炼金属铝。铝和镁于19世纪后期实现较大规模工业化生产。1901年出现了铅电解精炼的方法，稀有金属的工业化生产始于20世纪，钛、锆、钽和铌等有色金属的冶炼开始于第二次世界大战。第二次世界大战后，湿法冶金技术迅速发展。

在国际范围内，转炉冶炼纯净钢技术及设备、“负能”炼钢技术及设备、废钢预热型电弧炉技术及设备、高效连铸设备、煤调湿技术和设备、“SCOPE21”炼焦技术和设备、Eposint工艺和设备，以及有色金属冶炼废水净化处理工艺和设备已被广泛应用。

钢铁冶炼工艺流程大体分为三类：

①高炉-转炉流程。铁矿石—高炉生铁水—转炉—钢水，此工艺也称为“二步炼钢法”或“间接炼钢法”，是现代钢铁冶金大规模工业生产的主流工艺。

②直接还原炉-电炉流程。铁矿石—直接还原炉—固态海绵铁—电炉—钢水，该工艺也称为“一步炼钢法”或“直接炼钢法”，但是要求使用高品位铁矿石和高质量的一次能源（天然气或低硫煤），能耗较高。

③熔融还原炉-转炉流程。铁矿石—熔融还原炉—生铁水—转炉—钢水。

冶炼机械按照冶炼金属的种类分为钢铁冶炼机械和有色金属冶炼机械两种类别。钢铁冶炼机械是钢铁生产专用设备的统称，包括炼铁机械、炼钢机械、炼焦机械和连铸机械等。有色金属金属冶炼机械是用于提炼有色金属的专用设备，按照有色金属提炼的方法分为有色金属火法冶炼机械、有色金属湿法冶炼机械和有色金属电冶金机械。

主流设备是高炉及其配套设备（图1），其中高炉是冶炼生铁的主要设备。高炉的本体包括炉基、炉壳、炉衬、冷却设备及其金属框架等。炼铁原材料由炉顶装料设备经过筛分、称量后装入炉喉。热风炉送入炉内的热空气和焦炭产生大量的煤气和热量。煤气不断地向上运动，与不断下降的炉料相互作用，最后从炉顶排出炉外。炉料在不断下降的过程中，受到还原煤气和高温的作用，矿石不断地融化、还原，最后在炉缸内部形成铁水和熔渣，定期地出铁和出渣。炼铁机械还包括以下辅助设备：供上料设备、装料设备、送风设备、煤气净化设备、渣铁处理设备和喷吹设备等。除高炉炼铁设备外，炼铁机械还包括直接还原炼铁设备和熔融还原炼铁设备。

图1 高炉及其配套设备

分为平炉炼钢机械、转炉炼钢机械和电弧炉炼钢机械。平炉炼钢机械逐渐被转炉炼钢机械和电弧炉炼钢机械取代。转炉炼钢机械分为顶吹转炉机械、底吹转炉机械以及顶底复吹转炉机械。顶吹转炉及其配套设备（图2）包括转炉炉体、支撑装置、倾动机构和吹氧装置等。冶炼时，按照配料要求，先把废钢等装入炉内，然后倒入铁水，并加入适量的造渣材料。加料后，把氧气喷枪从炉顶插入炉内，吹入氧气，使它直接跟高温的钢水发生氧化反应。当钢水的成分和温度都达到要求时，提升氧枪，准备出钢。在出钢时，倾动机构使炉体倾斜，钢水从出钢口流出，同时进行脱氧和调节成分。

图2 氧气顶吹转炉炼钢及配套设备

将烟煤隔绝空气加热，经过干燥、热解、黏结、固化和收缩等过程制得焦炭和焦炉煤气等化学产品的机械设备。利用炼焦机械制成的焦炭可供高炉冶炼、铸造等冶金过程作燃料或原料，所以炼焦机械是冶炼机械中一个重要的门类。炼焦机械包括备煤设备、焦炉设备、输焦设备、回收系统和干熄焦设备。炼焦的主要设备是炼焦炉，此外包含护炉设备、煤气设备、装煤车、推焦车、拦焦车、熄焦车和捣固站等。

将高温钢水连续不断地浇铸成具有一定断面形状和一定尺寸规格铸坯的生产设备（图3）。普通型连铸机械分为小方坯连铸机、大方坯连铸机、板坯连铸机等。特种形式连铸机械分为圆坯连铸机、异形坯连铸机、薄板坯连铸机、水平连铸机和轮带式连铸机等。

图3 连铸设备

利用高温从矿石中提取有色金属及其化合物的生产机械。有色金属火法冶炼机械包括备料设备、烧结设备、冶金炉设备、回转圆筒设备、浇铸设备以及收尘设备。

将矿物原料在酸性介质或碱性介质的水溶液进行化学处理或有机溶剂萃取、分离杂质、提取有色金属及其化合物的过程机械。有色金属湿法冶炼机械包括搅拌设备、沉降设备、过滤设备、换热设备、蒸发与结晶设备以及萃取设备等。利用湿法冶金机械冶炼有色金属的优点是原料中有价金属综合回收程度高，有利于环境保护，并且生产过程较易实现连续化和自动化。部分有色金属其全部冶炼工艺属于湿法冶金，但大多数矿物分解、提取和除杂均采用湿法冶炼机械。

利用电能从矿石或其他原料中提取、回收和精炼金属的冶金过程。电冶金分为电热冶金和电化冶金，而电热冶金是利用电能转化为热量进行冶炼，与火法冶金差别不大。有色金属的电化冶金过程包括熔盐电解和水溶液电解两种。熔盐电解设备是利用电能加热并转化为化学能，将某些金属的盐类熔融并作为电解质进行电解。水溶液电解设备是利用电能转化的化学能使溶液中的金属离子还原为金属析出，或使粗金属阳极经由溶液精炼沉积于阴极。具有代表性的有色金属电冶金机械是电解极板作业线设备，主要包括极板制备机组和电解槽及其配套机械。

主要包括：①冶炼机械在大型化发展的同时，更加注重节能减排和环境保护效能。②钢铁冶炼工艺的优化、成分控制和设备的改进一直是冶金行业发展的重点。③随着有色金属生产和资源日益枯竭，再生金属的回收技术和设备将会被越来越重视，不仅可以节约资源，还能降低成本。