复吹转炉技术从20世纪80年代兴起并快速得到发展,与顶吹转炉相比,复吹转炉能够有效降低炉渣含铁量,提高金属收得率,同时对于成分调整、石灰消耗有着良好的调节作用,能够有效提高冶炼效益。同时复吹转炉技术上也存在一定缺陷,如底吹元件寿命低、维护技术不成熟等,造成复吹技术在中小吨位转炉上应用较少。莱钢股份炼钢厂现有转炉设备中有中小吨位氧气顶吹转炉4座,通过指标对比,发现同等顶吹与复吹转炉效益存在较大差距,采用现有工艺将4座转炉改造为复吹转炉,固定资产投资达1600万元。如何降低费用投资却实现复吹功能具有较高的工程价值及研究意义。本课题结合工程需求,通过对炉体装配、托圈耳轴装配结构及底吹控制系统充分分析,从底吹系统炉底结构特点、底吹管路设计与布置及控制系统性能特点要求,结合工程实际,提出了一种基于炉体总体改造方案设计、深孔加工及质量控制技术的底吹系统实现方案,并最终完成了系统的具体设计和实现。本课题通过对炼钢工艺过程进行系统研究,根据中小吨位炉体装配结构及故障特点,同时利用三维模拟技术模拟炉壳摇炉重心变化,完成“嵌入式炉体结构”机相关设备设计；同时结合托圈耳轴装配结构进行有限元耳轴载荷校核分析,完成底吹管路系统总体设计,根据管路加工需求完成在线线深孔加工工具及加工工艺的设计；根据冶炼需求完善底吹控制模型,同时对控制系统进行功能分析,采用质量流量控制器代替调节阀,降低了底吹控制系统投资成本,提高了设备控制精度。基于以上研究成果,完成了中小吨位复吹吹炼转炉设计,并投入生产应用；结果证明,系统结构稳定可靠,运行效果良好,满足了企业工程投资的需求。