鋼鐵的冶煉過程需要什麼

❶ 煉鋼的工藝流程（詳細）

所謂轉爐煉鋼，就是將鐵水、廢鋼等煉成具有所要求化學成分的鋼，並使其具有一定的物理化學性能和力學性能。目前轉爐煉鋼是世界上最主要的煉鋼生產方法
(a)筒球形;(b)錐球形;(c)截錐形
轉爐的形狀主要有筒球型、錐球型和截錐型，

轉爐煉鋼
(1)筒球型：熔池形狀由一個球缺體和一個圓筒體組成。它的優點是爐型形狀簡單，砌築方便，爐殼製造容易。熔池內型比較接近金屬液循環流動的軌跡，在熔池直徑足夠大時，能保證在較大的供氧強度下吹煉而噴濺最小，也能保證有足夠的熔池深度，使爐襯有較高的壽命。大型轉爐多採用這種爐型。
(2)錐球型：熔池由一個錐台體和一個球缺體組成。這種爐型與同容量的筒球型轉爐相比，若熔池深度相同則熔池面積比筒球型大，有利於冶金反應的進行。同時，隨著爐襯的侵蝕熔池變化較小，對煉鋼操作有利。歐洲生鐵含磷量相對偏高的國家，較多採用此種爐型。我國2080噸的轉爐多採用錐球型，對筒球型與錐球型的適用性，看法尚不一致。有人認為錐球型適用於大轉爐(奧地利)，有人卻認為適用於小轉爐(蘇聯)。但世界上已有的大型轉爐多採用筒球型。
(3)截錐型：熔池為上大下小的圓錐台。其特點是構造簡單且平底熔池便於修砌。這種爐型基本上能滿足煉鋼反應的要求，適用於小型轉爐。我國30噸以下的轉爐多用這種爐型。國外轉爐容量普遍較大，故極少採用此種形式。

❷ 鋼鐵冶煉過程

工業生產的鐵根據含碳量分為生鐵（含碳量2％以上）和鋼（含碳量低於2％）。基本生產過程是在煉鐵爐內把鐵礦石煉成生鐵，再以生鐵為原料，用不同方法煉成鋼，再鑄成鋼錠或連鑄坯。

鋼冶煉 煉鋼主要是以高爐煉成的生鐵和直接還原煉鐵法煉成的海綿鐵以及廢鋼為原料，用不同的方法煉成鋼。主要的煉鋼方法有轉爐煉鋼法、平爐煉鋼法、電弧爐煉鋼法3類（見鋼，轉爐，平爐，電弧爐）。以上3種煉鋼工藝可滿足一般用戶對鋼質量的要求。為了滿足更高質量、更多品種的高級鋼，便出現了多種鋼水爐外處理（又稱爐外精煉）的方法。如吹氬處理、真空脫氣、爐外脫硫等，對轉爐、平爐、電弧爐煉出的鋼水進行附加處理之後，都可以生產高級的鋼種。對某些特殊用途，要求特高質量的鋼，用爐外處理仍達不到要求，則要用特殊煉鋼法煉制。如電渣重熔，是把轉爐、平爐、電弧爐等冶煉的鋼，鑄造或鍛壓成為電極，通過熔渣電阻熱進行二次重熔的精煉工藝；真空冶金，即在低於1個大氣壓直至超高真空條件下進行的冶金過程，包括金屬及合金的冶煉、提純、精煉、成型和處理。
鋼液在煉鋼爐中冶煉完成之後，必須經盛鋼桶（鋼包）注入鑄模，凝固成一定形狀的鋼錠或鋼坯才能進行再加工。鋼錠澆鑄可分為上鑄法和下鑄法。上鑄鋼錠一般內部結構較好，夾雜物較少，操作費用低；下鑄鋼錠表面質量良好，但因通過中注管和湯道，使鋼中夾雜物增多。近年來，在鑄錠方面出現了連續鑄鋼、壓力澆鑄和真空澆鑄等新技術

鐵冶煉 現代煉鐵絕大部分採用高爐煉鐵，個別採用直接還原煉鐵法和電爐煉鐵法。高爐煉鐵是將鐵礦石在高爐中還原，熔化煉成生鐵，此法操作簡便，能耗低，成本低廉，可大量生產。生鐵除部分用於鑄件外，大部分用作煉鋼原料。由於適應高爐冶煉的優質焦炭煤日益短缺，相繼出現了不用焦炭而用其他能源的非高爐煉鐵法。直接還原煉鐵法，是將礦石在固態下用氣體或固體還原劑還原，在低於礦石熔化溫度下，煉成含有少量雜質元素的固體或半熔融狀態的海綿鐵、金屬化球團或粒鐵，作為煉鋼原料（也可作高爐煉鐵或鑄造的原料）。電爐煉鐵法，多採用無爐身的還原電爐，可用強度較差的焦炭（或煤、木炭）作還原劑。電爐煉鐵的電加熱代替部分焦炭，並可用低級焦炭，但耗電量大，只能在電力充足、電價低廉的條件下使用。

❸ 鋼鐵是怎麼煉成的要詳細過程

煉鐵：

輸料系統把燒結礦（由燒結廠燒成的）、焦碳、石灰石等原料輸入到高爐頂的布料系統，由布料系統均勻的按一定比例布入爐內。熱風系統將風吹進高爐，焦碳燃燒形成一定的高溫（1150--1200度）化學氣氛，燒結礦中鐵的氧化物在這種溫度和環境下發生還原反應。

礦石中的氧一部分形成二氧化碳，一部分變成一氧化碳，還有一些雜質氣體被高溫排走，進入除塵凈化系統和高爐燃氣回收系統，無用的二氧化碳被排走，一氧化碳被回收再利用。礦石中的鐵被還原後在高溫下行成液態鐵水。

鐵水又叫生鐵。生鐵可分三類：一類是供煉鋼用的鋼鐵（硅SI含量小於1.25%）；一類是供澆鑄機件和工具的鑄造鐵（硅含量大於1.25%）；還有一類是鐵合金（主要是錳鐵和硅鐵）。

煉鋼：

實質上是將鐵水（生鐵）加溫並添加不同的元素，通過吹氧等手段，使鐵的含碳量降低到0.2-1.7%的冶煉過程。可煉出多種不同質地的鋼。如加錳，就煉出錳鋼；加鎳、鉻、鈦就煉出不易生銹的鋼。

(3)鋼鐵的冶煉過程需要什麼擴展閱讀：

鐵碳合金分為鋼與生鐵兩大類，鋼是含碳量為0.03%～2%的鐵碳合金。碳鋼是最常用的普通鋼，冶煉方便、加工容易、價格低廉，而且在多數情況下能滿足使用要求，所以應用十分普遍。按含碳量不同，碳鋼又分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼。隨含碳量升高，碳鋼的硬度增加、韌性下降。

合金鋼又叫特種鋼，在碳鋼的基礎上加入一種或多種合金元素，使鋼的組織結構和性能發生變化，從而具有一些特殊性能，如高硬度、高耐磨性、高韌性、耐腐蝕性，等等。經常加入鋼中的合金元素有Si、W、Mn、Cr、Ni、Mo、V、Ti等。

合金鋼的資源相當豐富，除Cr、Co不足,Mn品位較低外,W、Mo、V、Ti和稀土金屬儲量都很高。21世紀初，合金鋼在鋼的總產量中的比例將有大幅度增長。

含碳量2%～4.3%的鐵碳合金稱生鐵。生鐵硬而脆，但耐壓耐磨。根據生鐵中碳存在的形態不同又可分為白口鐵、灰口鐵和球墨鑄鐵。白口鐵中碳以Fe3C形態分布，斷口呈銀白色，質硬而脆，不能進行機械加工，是煉鋼的原料，故又稱煉鋼生鐵。

碳以片狀石墨形態分布的稱灰口鐵，斷口呈銀灰色，易切削，易鑄，耐磨。若碳以球狀石墨分布則稱球墨鑄鐵，其機械性能、加工性能接近於鋼。在鑄鐵中加入特種合金元素可得特種鑄鐵，如加入Cr,耐磨性可大幅度提高，在特種條件下有十分重要的應用。

鋼鐵中碳的來源：煉鐵的原料之一是鐵礦石，鐵礦石主要成份是Fe2O3,沒有碳。煉鐵的原料之二是焦碳。煉鐵過程部分焦碳留在了鐵水中，導致鐵水中含碳。鋼鐵的生產 由鐵礦石煉生鐵。

由生鐵作原料煉鋼，煉鋼的過程主要是除碳的過程.還不能將碳除盡，鋼需要有一定量的碳，性能才達到最佳。

按冶煉設備分

⑴轉爐鋼 用轉爐吹煉的鋼，可分為底吹、側吹、頂吹和空氣吹煉、純氧吹練等轉爐鋼；根據爐襯的不同，又分酸性和鹼性兩種。

⑵平爐鋼 用平爐煉制的鋼，按爐襯材料的不同分為酸性和鹼性兩種，一般平爐鋼多為鹼性。

⑶電爐鋼 用電爐煉制的鋼，有電弧爐鋼、感應爐鋼及真空感應爐鋼等。工業上大量生產的，是鹼性電弧爐鋼。

按鋼的品質分

⑴普通鋼 鋼中含雜質元素較多，含硫量ws一般≤O.05%，含磷量wP≤0.045%，如碳素結構鋼、低合金結構鋼等。

⑵優質鋼 鋼中含雜質元素較少，含硫及磷量ws、wp,一般均≤0.04%，如優質碳素結構鋼、合金結構鋼、碳素工具鋼和合金工具鋼、彈簧鋼、軸承鋼等。

⑶高級優質鋼 鋼中含雜質元素極少，含硫量ws一般≤O.03%，含磷量wP≤0.035%，如合金結構鋼和工具鋼等。高級優質鋼在鋼號後面，通常加符號「A」或漢字「高」以便識別。

❹ 鋼鐵是怎麼製造成的（需要什麼原料 什麼過程

現代煉鐵絕大部分採用高爐煉鐵，個別採用直接還原煉鐵法和電爐煉鐵法。

煉鋼主要是以高爐煉成的生鐵和直接還原煉鐵法煉成的海綿鐵以及廢鋼為原料，用不同的方法煉成鋼。其基本生產過程是在煉鐵爐內把鐵礦石煉成生鐵，再用不同方法煉成鋼，最後才鑄成鋼錠或連鑄坯。

(4)鋼鐵的冶煉過程需要什麼擴展閱讀：

鐵冶煉：

現代煉鐵絕大部分採用高爐煉鐵，個別採用直接還原煉鐵法和電爐煉鐵法。高爐煉鐵是將鐵礦石在高爐中還原，熔化煉成生鐵，此法操作簡便，能耗低，成本低廉，可大量生產。生鐵除部分用於鑄件外，大部分用作煉鋼原料。

由於適應高爐冶煉的優質焦炭煤日益短缺，相繼出現了不用焦炭而用其他能源的非高爐煉鐵法。直接還原煉鐵法，是將礦石在固態下用氣體或固體還原劑還原，在低於礦石熔化溫度下，煉成含有少量雜質元素的固體或半熔融狀態的海綿鐵、金屬化球團或粒鐵，作為煉鋼原料

（也可作高爐煉鐵或鑄造的原料）。電爐煉鐵法，多採用無爐身的還原電爐，可用強度較差的焦炭（或煤、木炭）作還原劑。電爐煉鐵的電加熱代替部分焦炭，並可用低級焦炭，但耗電量大，只能在電力充足、電價低廉的條件下使用。

鋼冶煉：

煉鋼主要是以高爐煉成的生鐵和直接還原煉鐵法煉成的海綿鐵以及廢鋼為原料，用不同的方法煉成鋼。主要的煉鋼方法有轉爐煉鋼法、平爐煉鋼法、電弧爐煉鋼法3類（見鋼，轉爐，平爐，電弧爐）。

以上3種煉鋼工藝可滿足一般用戶對鋼質量的要求。為了滿足更高質量、更多品種的高級鋼，便出現了多種鋼水爐外處理（又稱爐外精煉）的方法。如吹氬處理、真空脫氣、爐外脫硫等，對轉爐、平爐、電弧爐煉出的鋼水進行附加處理之後，都可以生產高級的鋼種。

對某些特殊用途，要求特高質量的鋼，用爐外處理仍達不到要求，則要用特殊煉鋼法煉制。如電渣重熔，是把轉爐、平爐、電弧爐等冶煉的鋼，鑄造或鍛壓成為電極，通過熔渣電阻熱進行二次重熔的精煉工藝；

真空冶金，即在低於1個大氣壓直至超高真空條件下進行的冶金過程，包括金屬及合金的冶煉、提純、精煉、成型和處理。

鋼液在煉鋼爐中冶煉完成之後，必須經盛鋼桶（鋼包）注入鑄模，凝固成一定形狀的鋼錠或鋼坯才能進行再加工。鋼錠澆鑄可分為上鑄法和下鑄法。上鑄鋼錠一般內部結構較好，夾雜物較少，操作費用低；下鑄鋼錠表面質量良好，但因通過中注管和湯道，使鋼中夾雜物增多。

在鑄錠方面出現了連續鑄鋼、壓力澆鑄和真空澆鑄等新技術。

❺ 鋼鐵冶煉的主要輔料

鋼鐵冶煉過程中，為了除去磷、硫等雜質，造成反應性好、數量適當的爐渣，需要加入冶金熔劑如石灰石、石灰或螢石等；為了控制出爐鋼水溫度不致過高，需要加入冷卻劑如氧化鐵皮、鐵礦石、燒結礦或石灰石等；為了除去鋼水中的氧，需要加入脫氧劑如錳鐵、硅鐵等鐵合金等。上述材料統稱為輔助原料。
石灰石
主要由方解石組成，化學成分為CaCO3。純方解石含CaO56%、CO244%。開采出的石灰石因有雜質，CaO的含量一般為50～55%。在鋼鐵冶煉中，石灰石是造渣用的鹼性熔劑，要求：①CaO含量高。②SiO2、Al2O3、S、P含量低。SiO2和Al2O3能降低石灰石作為熔劑的有效性能。在高爐冶煉中，石灰石里的SiO2和Al2O3含量每增加1%，其有效熔劑性能約降低2.8%。③大中型高爐用的石灰石，粒度為20～50毫米，小高爐為10～30毫米。
白雲石
純白雲石 【CaMg(CO3）2】 含MgO21.9%、CaO30.4%、CO247.7%。天然白雲石還含有SiO2、Fe2O3、Al2O3等雜質，顏色通常呈灰白色或淡黃色。白雲石在鋼鐵工業中大量用作鹼性耐火材料，焦油白雲石用作煉鋼爐爐襯。白雲石還用作鹼性熔劑，以提高爐渣中 MgO的含量，改善流動性，利於脫硫，減少爐襯熔損。對作為熔劑的白雲石的要求是含MgO高，含Al2O3、Fe2O3和SiO2低。中國白雲石的化學成分一般為：CaO26～31%，MgO17～21%，SiO21～5%，Al2O30.5～3%，Fe2O30.1～3%，CO243～46%。
石灰
由石灰石煅燒而成，是煉鋼最重要的熔劑。煅燒石灰必須用優質的石灰石原料，合適的煅燒設備，控製得當的煅燒過程和使用低硫低灰分燃料。採用緩慢加熱高溫煅燒所得的粗晶粒石灰(稱為硬燒或死燒石灰），在煉鋼爐中熔化慢，不易成渣。採用快速加熱迅速通過高溫區所得的晶粒細、活度大的石灰（稱為活性石灰或軟燒活性石灰），在煉鋼爐中可防止鋼液表面散熱過多，熔化快，容易成渣，從而提高了脫硫、脫磷效率。煉鋼用活性石灰的質量要求是：CaO>92%；P<0.008%；S厘米；活性度>360毫升（滴定法）；粒度10～30毫米。石灰還用於鐵水的爐外脫硫（見鐵水爐外脫硫）。
螢石
又名氟石，主要化學成分為CaF2，有黃、淡紫、玫瑰、綠黑等各種顏色的結晶，比重 3.2，熔化溫度約935℃。在高爐中，螢石作洗爐用（通過降低熔點，清除爐牆結瘤）；在煉鋼中，用作助熔劑，可降低石灰的熔點，改善爐渣流動性，提高脫硫效率。螢石分解後有強腐蝕性，對設備和爐襯不利，使用量應適當控制。鋼鐵冶煉用螢石的成分：CaF275～95%，SiO25～20%，S0.10～1.5%。
氧化鐵皮
又稱鐵鱗，是鋼錠和鋼坯在加熱和軋制過程中產生的。它含鐵約70～75%，在煉鋼中可用作氧化劑；煉鋼精煉期使用它能加速石灰溶解，且不降低熔渣鹼度，又有利於熔池沸騰，對去磷有一定效果。此外氧化鐵皮可配加入燒結料，以及在鐵合金冶煉中用以代替鋼屑。
錳礦
用於冶煉錳鐵，有時用於高爐煉鐵以調整生鐵含錳量，或用於高爐洗爐。

❻ 煉鋼過程中需要哪些主料哪些輔料

生鐵，礦石或加工處理後的廢鋼氧氣等為主要原料
煉鋼的方法，一般可分為轉爐煉鋼、平爐煉鋼和電爐煉鋼三種方法。現分別介紹如下：
1. 轉爐煉鋼法 這種煉鋼法使用的氧化劑是氧氣。把空氣鼓入熔融的生鐵里，使雜質硅、錳等氧化。在氧化的過程中放出大量的熱量 （含1%的硅可使生鐵的溫度升高200攝氏度），可使爐內達到足夠高的溫度。因此轉爐煉鋼不需要另外使用燃料。
轉爐煉鋼是在轉爐里進行。轉爐的外形就像個梨，內壁有耐火磚，爐側有許多小孔（風口），壓縮空氣從這些小孔里吹爐內，又叫做側吹轉爐。開始時，轉爐處於水平，向內注入1300攝氏度的液態生鐵，並加入一定量的生石灰，然後鼓入空氣並轉動轉爐使它直立起來。這時液態生鐵表面劇烈的反應，使鐵、硅、錳氧化 (FeO,SiO2 , MnO,) 生成爐渣，利用熔化的鋼鐵和爐渣的對流作用，使反應遍及整個爐內。幾分鍾後，當鋼液中只剩下少量的硅與錳時，碳開始氧化，生成一氧化碳（放熱）使鋼液劇烈沸騰。爐口由於溢出的一氧化炭的燃燒而出現巨大的火焰。最後，磷也發生氧化並進一步生成磷酸亞鐵。磷酸亞鐵再跟生石灰反應生成穩定的磷酸鈣和硫化鈣，一起成為爐渣。
當磷於硫逐漸減少，火焰退落，爐口出現四氧化三鐵的褐色蒸汽時，表明鋼已煉成。這時應立即停止鼓風，並把轉爐轉到水平位置，把鋼水傾至鋼水包里，再加脫氧劑進行脫氧。整個過程只需15分鍾左右。如果空氣是從爐低吹入，那就是低吹轉爐。
隨著制氧技術的發展，現在已普遍使用氧氣頂吹轉爐 （也有側吹轉爐）。這種轉爐吹如的是高壓工業純氧，反應更為劇烈，能進一步提高生產效率和鋼的質量。
2. 平爐煉鋼法 （平爐煉鋼法也叫馬丁法）
平爐煉鋼使用的氧化劑通入的空氣和爐料里的氧化物，（廢鐵，廢鋼，鐵礦石）。反應所需的熱量是由燃燒氣體燃料（高爐煤氣，發生爐煤氣）或液體燃料（重油）所提供。
平爐的爐膛是一個耐火磚砌成的槽，上面有耐火磚製成的爐頂蓋住。平爐的前牆上有裝料口，裝料機就從這里把爐料裝進去。熔煉時關上耐火磚造成的門。爐膛的兩端都築有爐頭，爐頭各有兩個孔道，供導入燃料與熱空氣，或從爐里導爐氣之用。
平爐煉鋼所用的原料有廢鋼、廢鐵、鐵礦石和溶劑 （石灰石和生石灰）。開始冶煉時，燃料遇到導入的熱空氣就在燃料面上燃燒，溫度高達1800攝氏度。熱量直接由火焰傳給爐料，使爐料迅速熔化 （鐵的熔點是1535攝氏度，鋼略低）。同時有一部分熔化的生鐵生成氧化亞鐵，生鐵里的雜質硅、錳被氧化亞鐵氧化，聲成爐渣。由於爐里放有過量的石灰石，磷與硫等雜質就生成磷酸鈣和硫化鈣成為爐渣。其次碳也進行氧化，生成一氧化碳從熔化的金屬里冒出，好象金屬在沸騰一樣。
反應快要進行完畢的時候，加入脫氧劑並定時把爐渣扒出。在冶煉將完成時要根據爐前分析 （用快速分析法，幾分鍾可完成）來檢驗鋼的成分是否合乎要求。煉鍀的鋼從出鋼口流入鋼水包里，再從鋼水包注入模子里鑄成製品或鋼錠。
為了提高爐溫，氣體燃料要在蓄熱室 （如圖I,II,III,IV）里進行預熱。
在平爐里不但可加入液態生鐵，而且可以加入固態的生鐵以及夾攻以後的廢鐵和鐵礦石等。另外，在平爐里如果用30%的富氧空氣鼓風，同時在熔化的金屬里吹入氧氣，可使生產率提高80%，冶煉的時間縮短2~4小時，並可節約燃料，富氧空氣也不需要預熱。
3. 電爐煉鋼法 鋼還可以在以電能為熱源的電爐里冶煉。使用電爐煉鋼可以煉出優質的合金鋼。電爐的種類很多，
應用最廣泛的是電弧爐。

❼ 中國的鋼鐵是如何冶煉的

鐵礦石是地殼的主要組成成分之一，鐵在自然界中的分布很廣，但是人類發現鐵和利用鐵卻比黃金和銅晚。首先，這是由於天然的單質狀態的鐵在地球上是找不到的，而且它容易氧化生銹；其次是它的熔點（1 539℃）比銅高得多，使它比銅難於熔煉。

人類最早發現的鐵是從天空落下的隕石。隕石中含鐵的質量分數很高，它是鐵和鎳、鈷等金屬的混合物。考古學家曾經在今天伊拉克境內美索不達米亞（Mesopotamia）烏爾（Ur）城的古代蘇美爾人（Sumerians）的墳墓中，發現一把隕鐵製成的小斧。在埃及第五至第六王朝（公元前2400年前）的金字塔所藏的宗教經文中，記述著太陽神等當時重要神像的寶座是用鐵製成的。這顯然也是從隕石得來的，因為鐵在當時被認為是帶有神秘性的最珍貴的金屬。埃及人乾脆把鐵叫做「天石」。阿拉伯人傳說，天上的金雨落進沙漠里變成了黑色的鐵。在古希臘文里，「星」和「鐵」是同一個詞。

1972年，在我國河北省藁城縣台西村的商代（約公元前16世紀～約公元前1066）遺址曾出土一件銅鉞，上面鑲鑄有鐵刃。鉞（yuè）是我國古代一種像斧子的兵器。鐵刃銅鉞的發現表明我國勞動人民早在三千多年前已經認識了鐵，掌握鐵的鍛造性能，識別鐵與青銅在性質上的差別，能夠把鐵進行鍛打加工並和青銅鑄接成器，增強銅的堅韌性。鐵刃雖已全部銹蝕，但經過科學鑒定，證明鐵刃是用隕鐵鍛成的，因為鐵中不含有人工冶煉過程夾帶的硅酸鹽等雜質，同時鐵銹中含有鎳和鈷。

我國出土的用隕鐵鍛成的銅器還有：1931年，在我國河南浚縣出土的商末周初的鐵刃銅鉞和鐵援銅戈各一件，於解放前流入美國，現存華盛頓弗里爾藝術館。還有，1978年在北京市平谷縣南獨樂河出土的商代鐵刃銅鉞。

由於隕石來源極稀少，從隕石中得來的鐵對生產起不了什麼作用。只是隨著青銅熔煉技術的成熟，才逐漸為鐵的冶煉技術的發展創造了條件。雖然最初提煉出來的鐵在硬度和防腐蝕性能等方面都不如青銅，但是由於鐵礦在自然界中的分布比銅廣泛，而且鐵器的好些性能比銅器好，遂使鐵器能夠迅速取代青銅器和石器。

我國古代人民什麼時候開始使用鐵，雖然說法不一，但多數歷史學者和科技史研究者斷定是在公元前1 000年的前後。

從目前考古發掘的結果來看，我國最早人工冶煉的鐵是在春秋（公元前722～公元前481）戰國（公元前403～公元前221）之交的時期出現的。江蘇六合縣程橋鎮春秋墓出土的鐵條、鐵丸和河南洛陽市水泥製品廠戰國早期灰坑中出土的鐵錛（音bēn，削平木料的平頭斧）、鐵（音bó，古代鋤田除草的農具）是迄今為止能確定的我國最早的生鐵工具。經過冶金學家們檢驗，鐵條屬於早期的塊狀煉鐵鍛成的；鐵丸和鐵錛、鐵是生鐵鑄件。這些鐵器證明我國在春秋晚期出現塊狀煉鐵的同時或稍後就出現了生鐵冶鑄技術。人類在冶煉鐵的過程中，最初因鼓風設備的限制，煉出的鐵不能熔化，只是塊狀的海綿體熟鐵，性質柔軟，可鍛而不可鑄，不宜製作硬度較大的工具，只是在提高煉鐵爐的溫度後，才能得到熔融的生鐵，用於鑄造。

歐洲一些國家在公元前1 000年前後也生產塊狀煉鐵，但多廢棄不用，直到公元14世紀才使用鑄鐵，其間經歷了十分漫長的發展道路。而我國古代只用較短的時間就實現了這一技術的突破，出現了鑄鐵。

我國生鐵的發明是人類用鐵的重大發展，也是我國勞動人民對人類作出的一項重大貢獻。英國科學史學家貝爾納（J.D.Bernal）在他編著的《歷史上的科學》（伍況甫等譯.北京：科學出版社，1959年，82頁）一書中寫到：「在歐洲，實在直到14世紀，古代所用的鐵，總是在手力鼓風的小型泥爐內，用木炭經低溫還原法而製成的。把所得的海綿狀的未經熔過的純鐵錠，打成比較軟的熟鐵條，再經鍛工和熔接，就成一些更復雜的鐵製品。」又寫到：「在古時候，作為金屬的鐵卻有一個很嚴重的缺點，就是爐中鼓風不夠，就熔不了它，所以澆鑄就留給青銅獨用了，例外的是中國，早在公元前二世紀，中國已能鑄鐵。」這說明我國生鐵的出現比歐洲早1 000多年。

我國的生鐵鑄造技術，在很長的一段時期內一直處於世界領先地位。隨著產量的增加和技術的提高，除鐵制的生產工具、生活用具以及兵器外，又出現大型鑄造的宗教藝術品。如現存的西安雁塔里的大鐵鍾，是唐代（618～907）的作品；世界上著名的河北省滄州大鐵獅是五代後周廣順三年（公元953年）的作品；山西太原晉祠鐵人是北宋年代（960～1127）的作品。

我國煉鋼技術的發展也很早。漢朝趙曄所著的《吳越春秋·闔閭內傳》中記載著：「闔閭請干將鑄作名劍二枚。干將者，吳人也，與歐冶子同師，俱能為劍……干將作劍，采五山之鐵精……使童女童男三百人鼓橐裝炭，金鐵乃濡，遂以成劍。」闔閭是春秋末年今江蘇一帶的吳國君（公元前514～公元前496在位）。可見，距今2000多年前，我國勞動人民已能煉鋼，而且規模還不小。文中的「橐」（tuó）按今天的字意解釋是「一種口袋」，在古代是指鼓風用的皮囊；「濡」（rú）按今天的字意解釋是「沾」、「漬」，在古代又作「柔韌」講。

1978年8月5日的《人民日報》第二版刊出一則消息：「湖南省博物館長沙鐵路車站建設工程文物發掘隊，從一座古墓出土一口鋼劍，從古墓隨葬陶器的器形、紋飾以及墓葬的形制來看，可以斷定它是春秋晚期的墓葬。從而說明我國煉鋼技術的出現，至少應推前200年左右，即春秋戰國之交，而不是過去認為的戰國中、晚期。經取樣分析，這口劍所用的鋼是含碳量0.5%（質量分數）左右的中碳鋼，金相組織比較均勻，說明可能還進行過熱處理。」

我國到西漢（公元前206～公元23）中、晚期出現了利用生鐵「炒」成熟鐵或製成不同含碳量的鋼的炒鋼技術。這是將生鐵加熱成半液體、半固體的狀態，再進行攪拌，利用空氣或鐵礦粉中的氧，進行脫碳，以獲得熟鐵或鋼。1974年在山東蒼山縣出土的漢安帝永初六年（112）的鋼刀和1978年在徐州漢代磚室墓中發掘出的漢章帝建初二年（77）的鋼劍經鑒定都是以炒鋼為原料，經多次反復加熱折疊鍛打而成的。

歐洲用炒鋼法冶煉熟鐵的技術在18世紀中葉才開始出現，比我國要晚1 900餘年。

在漢代炒鋼技術的基礎上，到南北朝（420～581）時期，我國又出現了灌鋼技術。這是先將含碳量高的生鐵熔化，澆灌到熟鐵上，使碳滲入熟鐵，增加熟鐵的含碳量，然後分別用牲畜尿或油脂淬火而成鋼。淬火是鋼鐵的一種熱處理工藝，是將工件加熱到適宜溫度，隨即在水、油或空氣中冷卻，以提高鋼鐵的硬度和強度。

在歐洲的坩堝煉鋼技術發明之前，灌鋼法是一種先進的煉鋼技術，對後世有重大影響。

❽ 鋼鐵煉成的主要步驟

鐵冶煉 現代煉鐵絕大部分採用高爐煉鐵，個別採用直接還原煉鐵法和電爐煉鐵法。高爐煉鐵是將鐵礦石在高爐中還原，熔化煉成生鐵，此法操作簡便，能耗低，成本低廉，可大量生產。生鐵除部分用於鑄件外，大部分用作煉鋼原料。由於適應高爐冶煉的優質焦炭煤日益短缺，相繼出現了不用焦炭而用其他能源的非高爐煉鐵法。直接還原煉鐵法，是將礦石在固態下用氣體或固體還原劑還原，在低於礦石熔化溫度下，煉成含有少量雜質元素的固體或半熔融狀態的海綿鐵、金屬化球團或粒鐵，作為煉鋼原料（也可作高爐煉鐵或鑄造的原料）。電爐煉鐵法，多採用無爐身的還原電爐，可用強度較差的焦炭（或煤、木炭）作還原劑。電爐煉鐵的電加熱代替部分焦炭，並可用低級焦炭，但耗電量大，只能在電力充足、電價低廉的條件下使用。

鋼冶煉 煉鋼主要是以高爐煉成的生鐵和直接還原煉鐵法煉成的海綿鐵以及廢鋼為原料，用不同的方法煉成鋼。主要的煉鋼方法有轉爐煉鋼法、平爐煉鋼法、電弧爐煉鋼法3類（見鋼，轉爐，平爐，電弧爐）。以上3種煉鋼工藝可滿足一般用戶對鋼質量的要求。為了滿足更高質量、更多品種的高級鋼，便出現了多種鋼水爐外處理（又稱爐外精煉）的方法。如吹氬處理、真空脫氣、爐外脫硫等，對轉爐、平爐、電弧爐煉出的鋼水進行附加處理之後，都可以生產高級的鋼種。對某些特殊用途，要求特高質量的鋼，用爐外處理仍達不到要求，則要用特殊煉鋼法煉制。如電渣重熔，是把轉爐、平爐、電弧爐等冶煉的鋼，鑄造或鍛壓成為電極，通過熔渣電阻熱進行二次重熔的精煉工藝；真空冶金，即在低於1個大氣壓直至超高真空條件下進行的冶金過程，包括金屬及合金的冶煉、提純、精煉、成型和處理。
鋼液在煉鋼爐中冶煉完成之後，必須經盛鋼桶（鋼包）注入鑄模，凝固成一定形狀的鋼錠或鋼坯才能進行再加工。鋼錠澆鑄可分為上鑄法和下鑄法。上鑄鋼錠一般內部結構較好，夾雜物較少，操作費用低；下鑄鋼錠表面質量良好，但因通過中注管和湯道，使鋼中夾雜物增多。近年來，在鑄錠方面出現了連續鑄鋼、壓力澆鑄和真空澆鑄等新技術。

❾ 煉鋼的具體工藝流程是什麼

煉鋼利用轉爐內的氧化性環境將鐵水中過量的碳氧化成一氧化碳和二氧化碳，達到鋼水要求的碳含量。當然在煉鋼廠房內一般來說還要有轉爐之前的鐵水脫硫預處理，轉爐出鋼後的鋼水精煉（LF或LF+RH或LF+VD，VOD等），完成精煉後用行車調運至連鑄機的大包回轉台，進行連鑄澆鑄的工序環節，為後續的軋鋼廠提供鋼坯原料。

整個聯合鋼鐵廠的工藝流程為：原料碼頭（各種原料集中卸載存放區域）——燒結（礦石造塊或造球團）——高爐（煉鐵）——煉鋼（鐵水預處理-轉爐或電爐-精煉-連鑄）-軋鋼

煉鋼工藝過程
造渣：調整鋼、鐵生產中熔渣成分、鹼度和粘度及其反應能力的操作。目的是通過渣——金屬反應煉出具有所要求成分和溫度的金屬。例如氧氣頂吹轉爐造渣和吹氧操作是為了生成有足夠流動性和鹼度的熔渣，以便把硫、磷降到計劃鋼種的上限以下，並使吹氧時噴濺和溢渣的量減至最小。
出渣：電弧爐煉鋼時根據不同冶煉條件和目的在冶煉過程中所採取的放渣或扒渣操作。如用單渣法冶煉時，氧化末期須扒氧化渣；用雙渣法造還原渣時，原來的氧化渣必須徹底放出，以防回磷等。
熔池攪拌：向金屬熔池供應能量，使金屬液和熔渣產生運動，以改善冶金反應的動力學條件。熔池攪拌可藉助於氣體、機械、電磁感應等方法來實現。
電爐底吹：通過置於爐底的噴嘴將N2、Ar、CO2、CO、CH4、O2等氣體根據工藝要求吹入爐內熔池以達到加速熔化，促進冶金反應過程的目的。採用底吹工藝可縮短冶煉時間，降低電耗，改善脫磷、脫硫操作，提高鋼中殘錳量，提高金屬和合金收得率。並能使鋼水成分、溫度更均勻，從而改善鋼質量，降低成本，提高生產率。
熔化期：煉鋼的熔化期主要是對平爐和電爐煉鋼而言。電弧爐煉鋼從通電開始到爐料全部熔清為止、平爐煉鋼從兌完鐵水到爐料全部化完為止都稱熔化期。熔化期的任務是盡快將爐料熔化及升溫，並造好熔化期的爐渣。
氧化期和脫炭期：普通功率電弧爐煉鋼的氧化期，通常指爐料溶清、取樣分析到扒完氧化渣這一工藝階段。也有認為是從吹氧或加礦脫碳開始的。氧化期的主要任務是氧化鋼液中的碳、磷；去除氣體及夾雜物；使鋼液均勻加熱升溫。脫碳是氧化期的一項重要操作工藝。為了保證鋼的純凈度，要求脫碳量大於0.2％左右。隨著爐外精煉技術的發展，電弧爐的氧化精煉大多移到鋼包或精煉爐中進行。
精煉期：煉鋼過程通過造渣和其他方法把對鋼的質量有害的一些元素和化合物，經化學反應選入氣相或排、浮入渣中，使之從鋼液中排除的工藝操作期。
還原期：普通功率電弧爐煉鋼操作中，通常把氧化末期扒渣完畢到出鋼這段時間稱為還原期。其主要任務是造還原渣進行擴散、脫氧、脫硫、控制化學成分和調整溫度。目前高功率和超功率電弧爐煉鋼操作已取消還原期。
爐外精煉：將煉鋼爐（轉爐、電爐等）中初煉過的鋼液移到另一個容器中進行精煉的煉鋼過程，也叫二次冶金。煉鋼過程因此分為初煉和精煉兩步進行。初煉：爐料在氧化性氣氛的爐內進行熔化、脫磷、脫碳和主合金化。精煉：將初煉的鋼液在真空、惰性氣體或還原性氣氛的容器中進行脫氣、脫氧、脫硫，去除夾雜物和進行成分微調等。將煉鋼分兩步進行的好處是：可提高鋼的質量，縮短冶煉時間，簡化工藝過程並降低生產成本。爐外精煉的種類很多，大致可分為常壓下爐外精煉和真空下爐外精煉兩類。按處理方式的不同，又可分為鋼包處理型爐外精煉及鋼包精煉型爐外精煉等。
鋼液攪拌：爐外精煉過程中對鋼液進行的攪拌。它使鋼液成分和溫度均勻化，並能促進冶金反應。多數冶金反應過程是相界面反應，反應物和生成物的擴散速度是這些反應的限制性環節。鋼液在靜止狀態下，其冶金反應速度很慢，如電爐中靜止的鋼液脫硫需30～60分鍾；而在爐精煉中採取攪拌鋼液的辦法脫硫只需3～5分鍾。鋼液在靜止狀態下，夾雜物*上浮除去，排除速度較慢；攪拌鋼液時，夾雜物的除去速度按指數規律遞增，並與攪拌強度、類型和夾雜物的特性、濃度有關。
鋼包喂絲：通過喂絲機向鋼包內喂入用鐵皮包裹的脫氧、脫硫及微調成分的粉劑，如Ca-Si粉、或直接喂入鋁線、碳線等對鋼水進行深脫硫、鈣處理以及微調鋼中碳和鋁等成分的方法。它還具有清潔鋼水、改善非金屬夾雜物形態的功能。
鋼包處理：鋼包處理型爐外精煉的簡稱。其特點是精煉時間短（約10～30分鍾），精煉任務單一，沒有補償鋼水溫度降低的加熱裝置，工藝操作簡單，設備投資少。它有鋼水脫氣、脫硫、成分控制和改變夾雜物形態等裝置。如真空循環脫氣法（RH、DH），鋼包真空吹氬法（Gazid），鋼包噴粉處理法（IJ、TN、SL）等均屬此類。
鋼包精煉：鋼包精煉型爐外精煉的簡稱。其特點是比鋼包處理的精煉時間長（約60～180分鍾），具有多種精煉功能，有補償鋼水溫度降低的加熱裝置，適於各類高合金鋼和特殊性能鋼種（如超純鋼種）的精煉。真空吹氧脫碳法（VOD）、真空電弧加熱脫氣法（VAD）、鋼包精煉法（ASEA-SKF）、封閉式吹氬成分微調法（CAS）等，均屬此類；與此類似的還有氬氧脫碳法（AOD）。
惰性氣體處理：向鋼液中吹入惰性氣體，這種氣體本身不參與冶金反應，但從鋼水中上升的每個小氣泡都相當於一個「小真空室」（氣泡中H2、N2、CO的分壓接近於零），具有「氣洗」作用。爐外精煉法生產不銹鋼的原理，就是應用不同的CO分壓下碳鉻和溫度之間的平衡關系。用惰性氣體加氧進行精煉脫碳，可以降低碳氧反應中CO分壓，在較低溫度的條件下，碳含量降低而鉻不被氧化。
預合金化：向鋼液加入一種或幾種合金元素，使其達到成品鋼成分規格要求的操作過程稱為合金化。多數情況下脫氧和合金化是同時進行的，加入鋼中的脫氧劑一部分消耗於鋼的脫氧，轉化為脫氧產物排出；另一部則為鋼水所吸收，起合金化作用。在脫氧操作未全部完成前，與脫氧劑同時加入的合金被鋼水吸收所起到的合金化作用稱為預合金化。
成分控制：保證成品鋼成分全部符合標准要求的操作。成分控制貫穿於從配料到出鋼的各個環節，但重點是合金化時對合金元素成分的控制。對優質鋼往往要求把成分精確地控制在一個狹窄的范圍內；一般在不影響鋼性能的前提下，按中、下限控制。
增硅：吹煉終點時，鋼液中含硅量極低。為達到各鋼號對硅含量的要求，必須以合金料形式加入一定量的硅。它除了用作脫氧劑消耗部分外，還使鋼液中的硅增加。增硅量要經過准確計算，不可超過吹煉鋼種所允許的范圍。
終點控制：氧氣轉爐煉鋼吹煉終點（吹氧結束）時使金屬的化學成分和溫度同時達到計劃鋼種出鋼要求而進行的控制。終點控制有增碳法和拉碳法兩種方法。
出鋼：鋼液的溫度和成分達到所煉鋼種的規定要求時將鋼水放出的操作。出鋼時要注意防止熔渣流入鋼包。用於調整鋼水溫度、成分和脫氧用的添加劑在出鋼過程中加入鋼包或出鋼流中。

❿ 鋼鐵生產工藝流程

鋼鐵生產工復藝主要包括煉鐵、煉制鋼、軋鋼等流程，簡要解釋如下：

(1)煉鐵:就是把燒結礦和塊礦中的鐵還原出來的過程。焦炭、燒結礦、塊礦連同少量的石灰石、一起送入高爐中冶煬成液態生鐵(鐵水),然後送往煉鋼廠作為煉鋼的原料。

(2)爍鋼:是把原料(鐵水和廢鋼等)里過多的碳及硫、磷等雜質去掉並加入這量的合金成分。

(3)連鑄:將鋼水經中間罐迕續注入用水冷卻的結品器里,凝成坯殼後,從結晶器以穩定的速度拉出,再經噴水冷卻,待全部凝固後,切成指定長度的連鑄坯。

(4)軋鋼:連鑄出來的鋼錠和連鑄坯以熱軋方式在不同的軋鋼機軋製成各類鋼。